WO2017013225A1 - Optoelektronische leuchtvorrichtung - Google Patents

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WO2017013225A1
WO2017013225A1 PCT/EP2016/067453 EP2016067453W WO2017013225A1 WO 2017013225 A1 WO2017013225 A1 WO 2017013225A1 EP 2016067453 W EP2016067453 W EP 2016067453W WO 2017013225 A1 WO2017013225 A1 WO 2017013225A1
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electromagnetic radiation
base body
black
semiconductor device
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Markus Wicke
Michael Wittmann
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic
  • the invention further relates to a method for producing an optoelectronic
  • Lighting device The invention further relates to a display device.
  • RGB LEDs RGB: red, green, blue, LED: "light emitting diode” or single color LEDs, in German: light emitting diode or light emitting diode
  • VMS variable message signs
  • volume emitting chips (such as InGaN on sapphire chips) are because of their wide
  • the object on which the invention is based is to provide an efficient concept which enables efficient light extraction in an optoelectronic semiconductor component, in particular while maintaining a high contrast.
  • Lighting device comprising:
  • At least one optoelectronic semiconductor component having a main body with an upper side and a lower side opposite the upper side and with in each case two opposite lateral surfaces connecting the upper side to the underside,
  • the cavity has a bottom
  • the semiconductor device is arranged on the bottom of the cavity with the underside of the base body facing the ground,
  • Electromagnetic radiation can escape through the top of the body from the body again.
  • Semiconductor component which has a base body with an upper side and a lower side opposite the upper side and with two opposite ones
  • predetermined height which is smaller than a height of the top of the body relative to the bottom of the
  • Cavity with a reflective material, so that by the side surfaces of the body exiting electromagnetic radiation from the reflective material back towards side surfaces can be reflected to couple the reflected electromagnetic radiation into the body, so that at least a portion of the coupled
  • Electromagnetic radiation can escape through the top of the body from the body again.
  • a display device comprising the optoelectronic
  • the invention thus includes, in particular and among other things, the idea of the cavity of the housing in which the
  • Semiconductor component is arranged, at least until
  • the technical advantage is advantageously achieved that at least a portion of the coupled electromagnetic radiation through the
  • Contrast of the lighting device can be increased. This in particular, if viewed from above on the semiconductor device and on the housing and if that
  • Black in the sense of the present invention refers in particular to an absence of visible light. So that means the black case does not have visible light
  • the black material or the black housing all, at least more than 90% of
  • the invention refers to a material which, based on the wavelength or the wavelength range of the means of
  • Semiconductor device emitted electromagnetic radiation has a reflectivity of at least 80 ⁇ 6, preferably
  • the cavity from a top of the filled reflective material, which faces away from the bottom of the cavity, to at most the upper edge of the semiconductor device with a black
  • Material is filled, wherein the upper edge is formed by means of a juxtaposition of the upper side of the base body formed with the side surfaces curve.
  • the curve has, for example, a meniscus shape.
  • the technical advantage is achieved that a high contrast can be formed. Because the lighting device appears in plan view very black, because the reflective material is covered.
  • Body a reflector for reflecting the coupled electromagnetic radiation away from the bottom covers.
  • Main body can be further improved. Because the provision of such a reflector, the coupled electromagnetic radiation is efficiently reflected away from the bottom in the direction of the top.
  • the reflector forms according to one embodiment, a bottom of the body. This means that one side of the reflector forms the underside of the main body. This side is thus facing the bottom of the cavity. Another page of the
  • Reflektors which is opposite to this one side, so the top of the main body facing. At this other side then the coupled electromagnetic
  • Radiation reflects.
  • the reflector is formed according to one embodiment as a Bragg mirror.
  • a Bragg mirror in the sense of
  • the present invention refers to a reflector formed from one or more dielectric layers.
  • DBR distributed Bragg reflector
  • the reflector according to one embodiment has a thickness of 1 .mu.m to 3 .mu.m, in particular of 2 .mu.m.
  • the reflector is formed as a metallic mirror.
  • the reflector is therefore a metallic mirror. This causes, for example, the technical advantage that the
  • Reflector can be easily made.
  • the base body is free of a reflector, that is in particular free of a mirror.
  • the technical advantage causes the base body can be easily made.
  • the base body is free from a reflector, it is provided according to one embodiment that the base body is glued to the bottom of the cavity by means of a reflective and / or scattering adhesive.
  • the adhesive thus acts as a reflector.
  • Semiconductor device emitted electromagnetic radiation which is greater than 70%, in particular greater than 80%, preferably greater than 90%, in particular greater than 95%. If the base body is free from a reflector, it is provided according to an embodiment that the bottom of the cavity is designed to be reflective. Reflecting is here means that a reflectivity for the means of
  • Semiconductor device emitted electromagnetic radiation greater than 70%, in particular greater than 80%, preferably greater than 90%, in particular greater than 95%, is.
  • the reflecting floor thus acts as a reflector.
  • the corresponding advantages are analogous to the corresponding advantages of the reflector.
  • the black material and / or the black housing is formed from carbon black-filled silicone, respectively.
  • present invention denotes a black, powdery solid which consists predominantly of carbon.
  • predominantly means that the carbon black is formed from 80 to 99.5% carbon.
  • the use of carbon black has the advantages that carbon black is inexpensive to produce and readily available.
  • the reflective material is formed of silicone, in which white scattering particles are embedded. Silicone points
  • scattering particles include
  • Titanium dioxide scattering article
  • the semiconductor device is potted with a clear silicone.
  • a clear silicone in particular has a transmission of greater than 90% for the electromagnetic radiation emitted by means of the semiconductor component.
  • Semiconductor component is designed as a semiconductor chip.
  • the semiconductor component is designed as a light-emitting diode (LED: "Light Emitting Diode”), which is also called a light-emitting diode
  • the semiconductor device as a volume-emitting
  • a volume-emitting LED chip designates
  • a volume-emitting LED chip has, in particular, a transparent substrate.
  • Transparent means, in particular, a transmission of greater than 90% for the electromagnetic radiation emitted by means of the light-emitting diode chip.
  • the volume-emitting LED chip has a characteristic like that of a surface emitter is brought about. Because the exiting through the side surfaces of electromagnetic radiation is not lost, but is coupled after multiple reflections on the top of the body. Thus, therefore, can advantageously volume-emitting
  • LED chips are used efficiently in black enclosures. As a result, for example, manufacturing costs can be reduced. Because surface emitter
  • a volume-emitting LED chip is contacted according to an embodiment by means of exclusively a bonding wire at an upper side of the LED chip.
  • a further electrical contact via a front side opposite the back LED chips effected.
  • the rear side has, for example, a rear-side contact, which is connected by means of an electrically conductive connection to a substrate on which the light-emitting diode chip is arranged.
  • the substrate is, for example, a leadframe, which may also be referred to as a leadframe.
  • Semiconductor component is electrically contacted, for example by means of one or more bonding wires respectively back sides and front side contacts.
  • the contacting is carried out in particular after arranging the semiconductor component on the bottom of the cavity. The contacting will
  • the semiconductor device in particular the volume-emitting LED chip, according to one embodiment
  • Semiconductor layers are applied, for example, grown.
  • the substrate is, for example, one of the following substrates: sapphire substrate, SiC substrate (SiC: silicon carbide).
  • the semiconductor layers include, for example, the following
  • GaP InGaAlP layer
  • GaP layer GaP layer
  • a semiconductor layer has, for example, a thickness of 8 .mu.m to 12 .mu.m, in particular of 10 .mu.m.
  • the predetermined height at most two-thirds, in particular two-thirds, of the height of the upper side relative to the ground
  • the predetermined height may be, for example, between 60 ym and 150 ym.
  • the semiconductor device height or semiconductor device thickness is, for example, between 80 ym and 200 ym.
  • Embodiments of the lighting device result analogously from embodiments of the method and vice versa. So that means that technical functionalities of the
  • the method includes filling the cavity from an upper surface of the filled reflective material facing the bottom of the cavity
  • Top of the main body is formed with the side surfaces formed line.
  • Body a reflector for reflecting the
  • the black material and / or the black housing is formed from silicon filled with soot, respectively.
  • the reflective material is formed of silicone, in which white scattering particles are embedded.
  • the semiconductor component is potted with a clear silicone.
  • the semiconductor device as a volume-emitting
  • the predetermined height is a maximum of two thirds, in particular two thirds, of the height of the upper side relative to the floor
  • Optoelectronic light-emitting device is produced by the method for producing an optoelectronic light-emitting device is respectively.
  • the display device comprises a plurality of optoelectronic light-emitting devices.
  • the display device is for example as a video wall or as a display panel (VMS: Variable Message Signs) or as
  • VMS is particularly an adjustable display panel or message display.
  • the lighting device comprises a
  • Embodiment a plurality of optoelectronic semiconductor devices, which are arranged in the cavity. This analogous to the
  • Embodiment comprising a semiconductor device.
  • the plurality of semiconductor devices are substantially analogous to the one semiconductor device, but may be configured to have different wavelengths, for example emit, for example, different colors.
  • an RGB lighting device may be formed which comprises a red light emitting, a green light and a blue light emitting semiconductor device.
  • the cavity is filled in the same way with the reflective material and in particular with the black material.
  • the material (that is, the reflective and / or the black material) comprises one or more of the following materials or is such a material: silicone, epoxy, silicone-epoxy hybrid.
  • the housing is formed from one or more of the following materials, or comprises one or more of the following materials: silicone, epoxy, silicone-epoxy hybrid, PPA
  • FIG. 2 shows a flowchart of a method for producing an optoelectronic lighting device
  • FIG. 3 shows a flowchart of a further method for producing an optoelectronic lighting device
  • Fig. 4 is a display device
  • Fig. 5 show a further optoelectronic lighting device.
  • the optoelectronic lighting apparatus 101 comprises an optoelectronic semiconductor component 103
  • Optoelectronic semiconductor device 103 is formed, for example, as a volume-emitting LED chip.
  • the semiconductor device 103 comprises a main body 105.
  • the main body 105 has an upper side 107.
  • the main body 105 has an underside 109 which is opposite the upper side 107 of the main body 105. Furthermore, two opposite side surfaces 110
  • the semiconductor device 103 has a main body 105 comprising two opposing ones
  • the optoelectronic lighting device 101 comprises a
  • the housing 111 is formed as a black housing.
  • the housing 111 includes a silicone filled with carbon black.
  • the housing 111 comprises a housing frame 113, in which a lead frame 114 is embedded.
  • the leadframe 114 may be referred to as a leadframe.
  • the lead frame 114 includes, for example, copper or is made of copper
  • the lead frame 114 a galvanic coating for protection and / or for
  • the lead frame 114 effects, in particular, the following:
  • the housing 111 comprises a cavity 115, which serves as a
  • the cavity 115 comprises a bottom 119 and a wall 117 surrounding the bottom 119, which is formed as a lateral surface of the cavity 115.
  • the main body 105 is arranged with its underside 109 on the bottom 119 of the cavity 115.
  • the bottom 119 of the cavity 115 is formed by the lead frame 114.
  • the main body 107 of the semiconductor device 103 is arranged with its underside 109 on the lead frame 114.
  • the main body 105 of the semiconductor device 103 is constructed in several parts. This means that the main body 105 comprises a plurality of parts or elements, that is to say an arrangement of elements or parts.
  • the main body 105 comprises a Bragg reflector 121.
  • Bragg reflector 121 forms with one side of the bottom 109 of the main body 105. So that means that the
  • Semiconductor device 103 is arranged with the Bragg reflector 121 on the lead frame 114.
  • the main body 105 further comprises a sapphire substrate 123, which has an upper side 127 and an upper side 127 opposite the upper side 125.
  • the Bragg reflector 121 disposed on the underside 125 of the sapphire substrate 123.
  • the underside 125 of the sapphire substrate 123 faces the bottom 119 of the cavity 115.
  • the upper side 127 of the sapphire substrate 123 faces away from the bottom 119 of the cavity 115.
  • the sapphire substrate 123 denotes a single crystal sapphire substrate.
  • an SiC substrate SiC:
  • an n-doped semiconductor layer 129 is arranged or applied, in particular grown on.
  • a p-doped semiconductor layer 131 is applied, in particular grown, or deposited.
  • the p-doped semiconductor layer 131 is applied, in particular grown, or deposited.
  • Semiconductor layer 131 is not completely applied to the n-doped semiconductor layer 129. That is, the n-type semiconductor layer 129 includes a region that is free of the p-type semiconductor layer 131. This means that the p-doped semiconductor layer 131 is only partially applied to the n-doped semiconductor layer 129. This released area is curly
  • a pn junction 139 thus forms between the n-doped semiconductor layer 129 and the p-doped semiconductor layer 131.
  • bonding pads 135, 137 are provided.
  • the reference numeral 135 points to the bond pad for electrical
  • Bondpad 135 may thus be referred to as a p-bondpad.
  • the reference numeral 137 indicates the bonding pad electrically contacting the n-type semiconductor layer 129. That is, the bonding pad 137 may be referred to as an n-bond pad.
  • the bonding pads 135, 137 are contacted by means of a wire, for example, so that an electrical connection to the bond pads 135, 137 can be established via the wire. This process can be considered as a wire bonding of the
  • Semiconductor device 103 may be referred to.
  • Semiconductor device 103 as a flip-chip, for example, as a sapphire flip-chip formed. That means that the
  • electrical contacts are arranged on the back of the chip.
  • the chip is so from his
  • Bonding pads 135, 137 are applied directly conductive on the lead frame 114.
  • An exemplary beam path of this generated electromagnetic radiation is indicated by an arrow with the reference numeral 141.
  • the emitted or generated electromagnetic radiation strikes at least partially on the side surfaces 110. As a rule, the radiation would then emerge from the main body 105 through the side surfaces 110. It is contemplated that a reflective material 143 may be used to fill the cavity 115 to a predetermined height 145.
  • the predetermined height 145 is smaller than the height of the semiconductor device 103 relative to the bottom 119 of the cavity 115. Also, the predetermined height 145 is defined relative to the bottom 119.
  • the electromagnetic radiation 141 will initially exit through the side surfaces 110 of the main body 105, but will then be reflected back to the side surfaces 110 by the reflective material 143 and then re-enter the main body 105 through these side surfaces 110 or enter.
  • Reflective material 143 is here symbolically with an arrow with the reference numeral 155th
  • the reflective material 143 includes, for example, a silicone in which white scattering particles are embedded. Stray particles are, for example, titanium dioxide particles.
  • the height of the semiconductor device 103 relative to the bottom 119 of the cavity 115 is symbolically marked by a curly bracket with the reference numeral 147.
  • the black material 151 on an upper side 149 of the filled-up reflective material 143 is partially filled with a black material 151.
  • the black material 151 on an upper side 149 of the filled-up reflective material 143 is partially filled with a black material 151.
  • the filling by means of the black material 151 is performed up to the upper edge 153 of the semiconductor device 103.
  • the upper edge 153 formed by a line which is formed by a collision of the upper side 107 of the base body 105 with the side surfaces 110.
  • the top edge 153 of the semiconductor device 103 may also be referred to as a chip top edge.
  • the black material 151 includes, for example, a silicone filled with carbon black.
  • the semiconductor device 103 subsequently with a
  • the reflected electromagnetic radiation 155 will strike, for example, the Bragg reflector 121 and be reflected by it again in the direction of the opposite side surface 110.
  • This reflected electromagnetic radiation is symbolically by means of an arrow with the
  • Reference numeral 157 marked.
  • the radiation 157 analogous to the radiation 141, will emerge from the base body 105 through the side surface 110 in order to be reflected back by the reflecting material 143 back to the side surface 110 in order to reenter the base body 105.
  • the electromagnetic radiation is then reflected in the direction of the upper side 107 of the main body 105.
  • This reflected radiation is indicated symbolically by an arrow with the reference numeral 159.
  • This electromagnetic radiation 159 can then through the
  • Direction body 105 is reflected, again in the body 105 couples or penetrates or incident and is reflected due to multiple reflections within the body 105 and / or due to a further reflection due to the reflective material 143 on the opposite side surface 110 in the direction of the top 107 and thus decoupled upwards from the main body 105.
  • the technical advantage in particular that an outcoupling of light or generally an outcoupling of electromagnetic radiation from the main body 105 and thus from the semiconductor component 103 can be increased efficiently.
  • the semiconductor device 103 can thus decouple light very efficiently when switched on
  • Semiconductor device 103 appears particularly black in a plan view and thus has a high contrast. This in particular if the component 103 is switched off.
  • a thickness of the black material is between 8 ym and 12 ym, in particular 10 ym.
  • the semiconductor device 103 may advantageously have a
  • volume-emitting LED chips so volume radiator, are used efficiently in black housings.
  • Fig. 2 shows a flowchart of a method for
  • This may be, for example, the optoelectronic lighting device 101 of FIG. 1.
  • the method comprises the following steps:
  • At least one optoelectronic semiconductor component having a main body with an upper side and a lower side opposite the upper side and with two opposite lateral surfaces connecting the upper side to the underside
  • predetermined height which is smaller than a height of the top of the body relative to the bottom of the
  • Cavity with a reflective material, so that by the side surfaces of the body exiting electromagnetic radiation from the reflective material back towards side surfaces can be reflected to couple the reflected electromagnetic radiation into the body, so that at least a portion of the coupled Electromagnetic radiation can escape through the top of the body from the body again, - filling 209 of the cavity from an upper side of the
  • Semiconductor component with a black material wherein the upper edge is formed by means of a juxtaposition of the upper side of the base body formed with the side surfaces line.
  • step 205 After arranging according to the step 205, for example, wire bonding of the semiconductor device is provided.
  • Steps 201 and 203 can also be reversed
  • Step 209 is an optional step to increase the contrast. In one embodiment, step 209 is not provided.
  • 3 shows a flowchart of a further method for producing an optoelectronic lighting device.
  • This may be, for example, the optoelectronic lighting device 101 of FIG. 1.
  • a use of a black housing is provided. That is, according to the step 301, a black case 301 is used or provided.
  • the black case is the
  • volume emitting LED chip is installed in the black housing.
  • the light-emitting diode chip is installed or arranged at the bottom of the cavity of the housing 111.
  • step 305 wire bonding of the bond pads 135, 137 of the LED chip then takes place.
  • step 307 the cavity of the housing up to about two-thirds of the chip height (60 ym to 150 ym) with high
  • the cavity is filled up to the chip top edge with a black (soot-filled) silicone.
  • a step 311 the light-emitting diode chip is then cast with a clear silicone. So this after filling in accordance with steps 307 and 309.
  • a white-filled silicone By filling with a white-filled silicone, the light coming from the LED chip laterally, generally electromagnetic radiation, is reflected back into the chip and coupled out after several reflections within the chip. The light extraction is thus very high and the LED chip very bright.
  • the LED chip in a plan view is particularly black and thus has a high contrast. This effect will after a
  • Embodiment reinforced by a particularly thin black layer and as much white filled silicone Embodiment reinforced by a particularly thin black layer and as much white filled silicone.
  • volume-emitting chips in black housings can be used efficiently.
  • the optoelectronic lighting device is according to a
  • Display device 401 is provided, which the
  • the display device 401 is, for example, as a
  • the lighting device 101 comprises a plurality of semiconductor components 103 which, analogously to the one shown semiconductor device 103 of FIG. 1, are correspondingly surrounded by reflective material and black material.
  • a separate housing is provided for each of the plurality of semiconductor components.
  • the plurality of semiconductor components are arranged in a common housing (see Fig. 5).
  • FIG. 5 shows a further optoelectronic lighting device 501 according to the invention in a simplified plan view from above.
  • the lighting device 501 comprises three optoelectronic semiconductor components 503, 505, 507, which are analogous to the
  • Semiconductor device 103 are formed. The three
  • Semiconductor devices 503, 505, 507 are for example
  • RGB lighting device RGB: red, green, blue
  • RGB red, green, blue
  • the semiconductor components 503, 505, 507 are in each case by means of two bonding wires 509, 511 respectively with electrical
  • bond wire 511 contacts a respective n-doped semiconductor layer (not shown) of FIG.
  • Semiconductor devices 503, 505, 507 or vice versa This is analogous to the lighting device 101 of FIG. 1, for example.
  • the lighting device 501 comprises a housing 517 with a housing frame 519.
  • the housing 517 has a cavity 521 which is surrounded or enclosed by the housing frame 519.
  • the three semiconductor devices 503, 505, 507 are disposed in the cavity 521 on the bottom thereof (not shown), the bottom being formed by means of the lead frame. Analogous to the lighting device 501 is in the
  • Lighting device 501 provided that in the cavity 521 from the bottom to a predetermined height which is smaller than the semiconductor device height, a reflective material filled or potted, wherein on the filled or potted reflective material, a black material is applied, for example by means of a
  • a total thickness of the two materials is less than or equal to the semiconductor device height with respect to the bottom of the cavity 521.
  • the three semiconductor devices 503, 505, 507 are surrounded with reflective and black material analogous to the semiconductor device 103.
  • a cross-sectional view of the lighting device 501 would thus be similar to FIG.
  • FIG. 1 Cross-sectional view of FIG. 1, wherein two further semiconductor components would be provided as a difference left and right next to the semiconductor device 103.

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung, umfassend: - zumindest ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, das einen Grundkörper mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite und mit zwei gegenüberliegenden die Oberseite mit der Unterseite verbindenden Seitenflächen aufweist, - ein eine Kavität aufweisendes schwarzes Gehäuse, - wobei die Kavität einen Boden aufweist - wobei das Halbleiterbauteil auf dem Boden der Kavität mit der Unterseite des Grundkörpers dem Boden zugewandt angeordnet ist, - wobei die Kavität vom Boden bis zu einer vorbestimmten Höhe, die kleiner ist als eine Höhe der Oberseite des Grundkörpers relativ zum Boden der Kavität, mit einem reflektierenden Werkstoff aufgefüllt ist, so dass durch die Seitenflächen aus dem Grundkörper austretende elektromagnetische Strahlung von dem reflektierenden Werkstoff zurück in Richtung Seitenflächen reflektiert werden kann, um die reflektierte elektromagnetische Strahlung in den Grundkörper einzukoppeln, so dass zumindest ein Teil der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung durch die Oberseite des Grundkörpers aus dem Grundkörper wieder austreten kann. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung sowie eine Anzeigeeinrichtung.

Description

OPTOELEKTRONISCHE LEUCHTVORRICHTUNG
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine optoelektronische
Leuchtvorrichtung. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen
Leuchtvorrichtung. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Anzeigeeinrichtung .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 112 042.9, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. RGB-LEDs (RGB: Rot, Grün, Blau; LED: "Light emitting diode" oder Einzelfarben LEDs ; auf Deutsch: Lichtemittierende Diode oder Leuchtdiode) werden in Videowänden, Anzeigetafeln (auf Englisch: VMS=variable message signs) und größeren
Bildschirmen verwendet. Um ein Bild mit einem hohen Kontrast zu erhalten, müssen die LEDs im ausgeschalteten Zustand möglichst schwarz erscheinen und im eingeschalteten Zustand möglichst hell sein. Deshalb kommen schwarze
Gehäusematerialien zum Einsatz. Volumenemittierende Chips (wie InGaN auf Saphir-Chips) sind wegen ihrer breiten
Abstrahlcharakteristik aber auf gut reflektierende Gehäuse angewiesen, um möglichst viel Licht auszukoppeln. Deshalb haben LEDs mit schwarzen Gehäusen und volumenemittierenden Chips eine sehr geringe Helligkeit. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein effizientes Konzept bereitzustellen, welches eine effiziente Lichtauskopplung bei einem optoelektronischen Halbleiterbauteil, insbesondere unter Beibehaltung eines hohen Kontrasts, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen
Unteransprüchen .
Nach einem Aspekt wird eine optoelektronische
Leuchtvorrichtung bereitgestellt, umfassend:
- zumindest ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, das einen Grundkörper mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite und mit jeweils zwei gegenüberliegenden die Oberseite mit der Unterseite verbindenden Seitenflächen aufweist,
- ein eine Kavität aufweisendes schwarzes Gehäuse,
- wobei die Kavität einen Boden aufweist
- wobei das Halbleiterbauteil auf dem Boden der Kavität mit der Unterseite des Grundkörpers dem Boden zugewandt angeordnet ist,
- wobei die Kavität vom Boden bis zu einer vorbestimmten Höhe, die kleiner ist als eine Höhe der Oberseite des Grundkörpers relativ zum Boden der Kavität, mit einem reflektierenden Werkstoff aufgefüllt ist, so dass durch die Seitenflächen aus dem Grundkörper austretende elektromagnetische Strahlung von dem reflektierenden Werkstoff zurück in Richtung Seitenflächen reflektiert werden kann, um die reflektierte elektromagnetische Strahlung in den Grundkörper einzukoppeln, so dass zumindest ein Teil der eingekoppelten
elektromagnetischen Strahlung durch die Oberseite des Grundkörpers aus dem Grundkörper wieder austreten kann.
Nach noch einem Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung bereitgestellt umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen zumindest eines optoelektronischen
Halbleiterbauteils, das einen Grundkörper mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite und mit jeweils zwei gegenüberliegenden die
Oberseite mit der Unterseite verbindenden Seitenflächen aufweist, - Bereitstellen eines eine Kavität aufweisendes schwarzen Gehäuses, wobei die Kavität einen Boden aufweist,
- Anordnen des Halbleiterbauteils auf den Boden der
Kavität mit der Unterseite des Grundkörpers dem Boden zugewandt,
- Auffüllen der Kavität vom Boden bis zu einer
vorbestimmten Höhe, die kleiner ist als eine Höhe der Oberseite des Grundkörpers relativ zum Boden der
Kavität, mit einem reflektierenden Werkstoff, so dass durch die Seitenflächen aus dem Grundkörper austretende elektromagnetische Strahlung von dem reflektierenden Werkstoff zurück in Richtung Seitenflächen reflektiert werden kann, um die reflektierte elektromagnetische Strahlung in den Grundkörper einzukoppeln, so dass zumindest ein Teil der eingekoppelten
elektromagnetischen Strahlung durch die Oberseite des Grundkörpers aus dem Grundkörper wieder austreten kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Anzeigeeinrichtung bereitgestellt, umfassend die optoelektronische
Leuchtvorrichtung .
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, die Kavität des Gehäuses, in welchem das
Halbleiterbauteil angeordnet ist, zumindest bis zur
vorbestimmten Höhe mit einem reflektierenden Werkstoff aufzufüllen. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass elektromagnetische Strahlung, welche durch die Seitenflächen aus dem Grundkörper austritt, von dem
reflektierenden Werkstoff zurück in Richtung Seitenflächen reflektiert wird. Dieses reflektierte Licht wird dann in den Grundkörper eingekoppelt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise der technische Vorteil bewirkt, dass zumindest ein Teil der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung durch die
Oberseite des Grundkörpers aus dem Grundkörper wieder
austreten kann. Denn in der Regel kommt es innerhalb des Grundkörpers zu Mehrfachreflexionen, sodass eine erhöhte Wahrscheinlichkeit besteht, dass die elektromagnetische Strahlung in Richtung der Oberseite des Grundkörpers
reflektiert wird und dann insofern aus diesem wieder
austreten kann. Dadurch wird also in vorteilhafter Weise eine Lichtauskopplung des optoelektronischen Halbleiterbauteils erhöht. Die normalerweise, also ohne den aufgefüllten
reflektierenden Werkstoff, durch die Seitenflächen
austretende elektromagnetische Strahlung geht somit nicht verloren, sondern trägt aufgrund der Reflexion und der
Wiedereinkopplung in den Grundkörper zu einer Erhöhung der Lichtausbeute statt. Somit wird also insbesondere der
technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente
Lichtauskopplung des optoelektronischen Halbleiterbauteils erzielt werden kann. Die Seitenflächen sind also mittels des reflektierenden
Werkstoffs zumindest teilweise, insbesondere vollständig, bedeckt. Dies auf einer jeweiligen Oberfläche der
Seitenflächen, die dem Grundkörper abgewandt ist, also nach außen weg vom Grundkörper zeigt.
Ferner wird durch das Vorsehen des schwarzen Gehäuses insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein
Kontrast der Leuchtvorrichtung erhöht werden kann. Dies insbesondere dann, wenn von oben auf das Halbleiterbauteil und auf das Gehäuse geblickt wird und wenn das
Halbleiterbauteil keine elektromagnetische Strahlung
emittiert, also zum Beispiel ausgeschaltet ist.
"Schwarz" im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbesondere eine Abwesenheit von sichtbarem Licht. Das heißt also, dass das schwarze Gehäuse kein sichtbares Licht
emittiert. Das heißt also insbesondere, dass der schwarze Werkstoff kein Licht reflektiert. Das heißt also
insbesondere, dass der schwarze Werkstoff respektive das schwarze Gehäuse alle, zumindest mehr als 90 % der
einfallenden Lichtwellen, auf ihn gestrahlten Lichtwellen vollständig absorbiert. Licht im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet
insbesondere elektromagnetische Strahlung in einem
Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm. Weiß im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet
insbesondere ein Gemisch oder eine Mischung oder eine
Überlagerung aus Einzelfarben, das einen zum Sonnenlicht vergleichbaren Farbeindruck hervorruft. Das heißt also, dass weiße Streupartikel ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung unter Beibehaltung der Farbe und Helligkeit zu reflektieren und/oder zu streuen,.
Ein reflektierender Werkstoff im Sinne der vorliegenden
Erfindung bezeichnet einen Werkstoff, der bezogen auf die Wellenlänge oder den Wellenlängenbereich der mittels des
Halbleiterbauteils emittierten elektromagnetischen Strahlung eine Reflektivität von mindestens 80 ~6 , vorzugsweise
mindestens 90 %, insbesondere mindestens 99 %, bezogen auf die Gesamtmenge an auf den reflektierenden Werkstoff
einfallender elektromagnetischer Strahlung aufweist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kavität von einer Oberseite des aufgefüllten reflektierenden Werkstoffs, die dem Boden der Kavität abgewandt ist, bis maximal zur Oberkante des Halbleiterbauteils mit einem schwarzen
Werkstoff aufgefüllt ist, wobei die Oberkante mittels einer durch ein Aneinanderstoßen der Oberseite des Grundkörpers mit den Seitenflächen gebildete Kurve gebildet ist. Die Kurve weist zum Beispiel eine Meniskusform auf.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein hoher Kontrast ausgebildet werden kann. Denn so erscheint die Leuchtvorrichtung in Draufsicht besonders schwarz, da der reflektierende Werkstoff abgedeckt wird.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der
Grundkörper einen Reflektor zum Reflektieren der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung weg von der Unterseite umfasst.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Lichtauskopplung durch die Oberseite des
Grundkörpers weiter verbessert werden kann. Denn durch das Vorsehen eines solchen Reflektors wird die eingekoppelte elektromagnetische Strahlung effizient weg von der Unterseite in Richtung der Oberseite reflektiert.
Der Reflektor bildet nach einer Ausführungsform einen Boden des Grundkörpers. Das heißt, dass eine Seite des Reflektors die Unterseite des Grundkörpers bildet. Diese Seite ist also dem Boden der Kavität zugewandt. Eine weitere Seite des
Reflektors, die dieser einen Seite gegenüberliegt, ist also der Oberseite des Grundkörpers zugewandt. An dieser weiteren Seite wird dann die eingekoppelte elektromagnetische
Strahlung reflektiert. Der Reflektor ist nach einer Ausführungsform als ein Bragg- Spiegel ausgebildet. Ein Bragg-Spiegel im Sinne der
vorliegenden Erfindung bezeichnet einen Reflektor, der aus einer oder mehreren dielektrischen Schichten gebildet ist. Im Englischen wird die Bezeichnung "distributed Bragg reflector" (DBR) verwendet. Durch das Vorsehen eines Bragg-Spiegels wird insbesondere der technische Vorteil einer effizienten
Reflexion bewirkt.
Der Reflektor weist nach einer Ausführungsform eine Dicke von 1 ym bis 3 ym, insbesondere von 2 ym, auf.
Alternativ ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Reflektor als ein metallischer Spiegel ausgebildet ist. Der Reflektor ist also ein metallischer Spiegel. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil bewirkt, dass der
Reflektor einfach hergestellt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Grundkörper frei von einem Reflektor, also insbesondere frei von einem Spiegel, ist. Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass der Grundkörper einfach hergestellt werden kann.
Sofern der Grundkörper frei von einem Reflektor ist, ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Grundkörper mittels eines reflektierenden und/oder streuenden Klebstoffs auf dem Boden der Kavität geklebt ist. Der Klebstoff wirkt somit als Reflektor. Die entsprechenden Vorteile sind analog zu den entsprechenden Vorteilen des Reflektors. Der
reflektierende und/oder streuende Klebstoff weist
insbesondere eine Reflektivität für die mittels des
Halbleiterbauteils emittierte elektromagnetische Strahlung auf, die größer als 70 %, insbesondere größer als 80 %, vorzugsweise größer als 90 %, insbesondere größer als 95 %, ist . Sofern der Grundkörper frei von einem Reflektor ist, ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Boden der Kavität reflektierend ausgebildet ist. Reflektierend ausgebildet ist, heißt hier, dass eine Reflektivität für die mittels des
Halbleiterbauteils emittierte elektromagnetische Strahlung größer als 70 %, insbesondere größer als 80 %, vorzugsweise größer als 90 %, insbesondere größer als 95 %, ist. Der reflektierende Boden wirkt somit als ein Reflektor. Die entsprechenden Vorteile sind analog zu den entsprechenden Vorteilen des Reflektors.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der schwarze Werkstoff und/oder das schwarze Gehäuse aus mit Ruß gefülltem Silikon gebildet ist respektive sind. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass der schwarze Werkstoff respektive das schwarze Gehäuse effizient hergestellt werden können. Ruß im Sinne der
vorliegenden Erfindung bezeichnet einen schwarzen, pulverförmigen Feststoff, der zu einem überwiegenden Teil aus Kohlenstoff besteht. Insbesondere bedeutet überwiegend, dass der Ruß zu 80 bis 99,5% aus Kohlenstoff gebildet ist. Die Verwendung von Ruß weist insbesondere die Vorteile auf, dass Ruß kostengünstig herzustellen ist und leicht verfügbar ist.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der reflektierende Werkstoff aus Silikon gebildet ist, in welchem weiße Streupartikel eingebettet sind. Silikon weist
insbesondere den technischen Vorteil auf, dass es
alterungsstabil ist. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Lebensdauer der Leuchtvorrichtung erhöht werden.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass der reflektierende Werkstoff effizient hergestellt werden kann. Streupartikel umfassen zum Beispiel
Titandioxidstreupartikel .
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Halbleiterbauteil mit einem Klarsilikon vergossen ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das Halbleiterbauteil effizient gegen äußere Einflüsse geschützt werden kann. Ein Klarsilikon weist insbesondere eine Transmission von größer als 90 % für die mittels des Halbleiterbauteils emittierte elektromagnetische Strahlung auf .
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das
Halbleiterbauteil als ein Halbleiterchip ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Halbleiterbauteil als eine Leuchtdiode (LED: „Light Emitting Diode") , auch lichtemitterende Diode genannt, ausgebildet ist. Die Leuchtdiode ist zum Beispiel als ein
Leuchtdiodenchip ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Halbleiterbauteil als ein volumenemittierender
Leuchtdiodenchip ausgebildet ist. Ein volumenemittierender Leuchtdiodenchip bezeichnet
insbesondere einen Leuchtdiodenchip, bei dem
elektromagnetische Strahlung, nicht nur an der Oberseite aus dem Leuchtdiodenchip austritt, sondern auch aus den
Seitenflächen des Leuchtdiodenchips. Dies im Gegensatz zu sogenannten oberflächenemittierenden Leuchtdiodenchips oder sogenannten Surface Emitter.
Ein volumenemittierende Leuchtdiodenchip weist insbesondere ein transparentes Substrat auf. Transparent bedeutet hier insbesondere eine Transmission von größer 90 % für die mittels des Leuchtdiodenchips emittierte elektromagnetische Strahlung .
Durch das Vorsehen des reflektierenden Werkstoffs wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass der volumenemittierende Leuchtdiodenchip eine Charakteristik aufweist wie die eines Oberflächenemitters. Denn die durch die Seitenflächen austretende elektromagnetische Strahlung geht nicht verloren, sondern wird nach Mehrfachreflektionen über die Oberseite des Grundkörpers ausgekoppelt. Somit können also in vorteilhafter Weise volumenemittierende
Leuchtdiodenchips in schwarzen Gehäusen effizient verwendet werden. Dadurch können zum Beispiel Herstellungskosten reduziert werden. Denn Oberflächenemitter
(oberflächenemittierende Leuchtdiodenchips) sind
üblicherweise teurer als volumenemittierende
Leuchtdiodenchips .
Ein volumenemittierender Leuchtdiodenchip wird nach einer Ausführungsform mittels ausschließlich eines Bonddrahts an einer Oberseite des Leuchtdiodenchips kontaktiert. In diesem Fall wird eine weitere elektrische Kontaktierung über eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite des Leuchtdiodenchips bewirkt. Die Rückseite weist zum Beispiel einen Rückseitenkontakt auf, der mittels einer elektrisch leitfähigen Verbindung mit einem Substrat verbunden ist, auf welchem der Leuchtdiodenchip angeordnet ist. Das Substrat ist zum Beispiel ein Leiterrahmen, der auch als ein Leadframe bezeichnet werden kann.
Es ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass das
Halbleiterbauteil elektrisch kontaktiert wird, zum Beispiel mittels eines oder mehrerer Bonddrähte respektive Rückseiten respektive Vorderseitenkontakte. Das Kontaktieren wird insbesondere nach dem Anordnen des Halbleiterbauteils auf den Boden der Kavität durchgeführt. Das Kontaktieren wird
insbesondere vor einem Auffüllen mit den entsprechenden
Werkstoffen durchgeführt.
Das Halbleiterbauteil, insbesondere der volumenemittierende Leuchtdiodenchip, weist nach einer Ausführungsform ein
Substrat auf, auf welchem eine oder mehrere
Halbleiterschichten aufgebracht, zum Beispiel aufgewachsen, sind .
Das Substrat ist zum Beispiel eines der folgenden Substrate: Saphirsubstrat, SiC-Substrat (SiC: Siliciumcarbid) .
Die Halbleiterschichten umfassen zum Beispiel folgende
Halbleiterschichten: InGaAlP-Schicht , GaP-Schicht (GaP:
Galliumphosphid) , GaN-Schicht. Eine Halbleiterschicht weist zum Beispiel eine Dicke von 8 ym bis 12 ym, insbesondere von 10 ym, auf.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die vorbestimmte Höhe maximal zwei Drittel, insbesondere zwei Drittel, der Höhe der Oberseite bezogen auf den Boden
beträgt . Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente Reflexion der aus den Seitenflächen austretenden elektromagnetischen Strahlung zurück in Richtung Seitenflächen bewirkt werden kann. Die vorbestimmte Höhe kann zum Beispiel zwischen 60 ym und 150 ym betragen.
Die Halbleiterbauteilhöhe oder Halbleiterbauteildicke beträgt zum Beispiel zwischen 80 ym und 200 ym. Ausführungsformen der Leuchtvorrichtung ergeben sich analog aus Ausführungsformen des Verfahrens und umgekehrt. Das heißt also, dass sich technische Funktionalitäten der
Leuchtvorrichtung analog aus entsprechenden technischen
Funktionalitäten des Verfahrens und umgekehrt ergeben.
Entsprechend im Zusammenhang mit der Leuchtvorrichtung gemachte Ausführungen gelten analog für das Verfahren und umgekehrt .
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Auffüllen der Kavität von einer Oberseite des aufgefüllten reflektierenden Werkstoffs, die dem Boden der Kavität
abgewandt ist, bis maximal zur Oberkante des
Halbleiterbauteils mit einem schwarzen Werkstoff, wobei die Oberkante mittels einer durch ein Aneinanderstoßen der
Oberseite des Grundkörpers mit den Seitenflächen gebildete Linie gebildet ist.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der
Grundkörper einen Reflektor zum Reflektieren der
eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung weg von der Unterseite umfasst.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der schwarze Werkstoff und/oder das schwarze Gehäuse aus mit Ruß gefülltem Silikon gebildet wird respektive werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der reflektierende Werkstoff aus Silikon gebildet wird, in welchem weiße Streupartikel eingebettet sind. Nach noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Halbleiterbauteil mit einem Klarsilikon vergossen wird.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Halbleiterbauteil als ein volumenemittierender
Leuchtdiodenchip ausgebildet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die vorbestimmte Höhe maximal zwei Drittel, insbesondere zwei Drittel, der Höhe der Oberseite bezogen auf den Boden
beträgt.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die
optoelektronische Leuchtvorrichtung mittels des Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung hergestellt ist respektive wird.
In einer Ausführungsform umfasst die Anzeigeeinrichtung mehrere optoelektronische Leuchtvorrichtungen. Die Anzeigeeinrichtung ist zum Beispiel als eine Videowand oder als eine Anzeigetafel (VMS: Variable Message Signs, auf Deutsch: einstellbare Nachrichtenanzeige) oder als
Bildschirm ausgebildet. „Variable" kann mit „einstellbar" übersetzt werden. Somit ist eine VMS insbesondere eine einstellbare Anzeigetafel oder Nachrichtenanzeige.
Zum Beispiel umfasst die Leuchtvorrichtung nach einer
Ausführungsform mehrere optoelektronische Halbleiterbauteile, die in der Kavität angeordnet sind. Dies analog zu der
Ausführungsform umfassend ein Halbleiterbauteil. Die mehreren Halbleiterbauteile sind im Wesentlichen analog zu dem einen Halbleiterbauteil ausgebildet, können zum Beispiel aber ausgebildet sein, unterschiedliche Wellenlängen zu emittieren, also zum Beispiel unterschiedliche Farben. So kann zum Beispiel eine RGB-Leuchtvorrichtung ausgebildet sein, die ein rotes Licht emittierendes, ein grünes Licht und ein blaues Licht emittierendes Halbleiterbauteil umfasst. Auch bei mehreren Halbleiterbauteilen ist die Kavität analog mit dem reflektierenden Werkstoff und insbesondere mit dem schwarzen Werkstoff aufgefüllt. Die vor- und nachstehend gemachten Ausführungen gelten analog für mehrere
Halbleiterbauteile .
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Werkstoff (also der reflektierende und/oder der schwarze Werkstoff) ein oder mehrere der folgenden Materialien umfasst respektive ein solches Material ist: Silikon, Epoxid , Silikon-Epoxid- Hybrid.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gehäuse aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet ist, respektive eines oder mehrere der folgenden Materialien umfasst: Silikon, Epoxid, Silikon-Epoxid-Hybrid, PPA
(Polyphthalamide) , PCT
(Polycyclohexylendimethylenterephthalat) , Kunststoff.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
Fig. 1 eine optoelektronische Leuchtvorrichtung,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, Fig. 4 eine Anzeigeeinrichtung und
Fig. 5 eine weitere optoelektronische Leuchtvorrichtung zeigen.
Fig. 1 zeigt eine optoelektronische Leuchtvorrichtung 101 in einer seitlichen Schnittansicht. Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 101 umfasst ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 103. Das
optoelektronische Halbleiterbauteil 103 ist zum Beispiel als ein volumenemittierender Leuchtdiodenchip ausgebildet. Das Halbleiterbauteil 103 umfasst einen Grundkörper 105. Der Grundkörper 105 weist eine Oberseite 107 auf. Der Grundkörper 105 weist eine Unterseite 109 auf, die der Oberseite 107 des Grundkörpers 105 gegenüberliegt. Ferner sind zwei gegenüberliegende Seitenflächen 110
vorgesehen, die jeweils die Unterseite 109 mit der Oberseite 107 verbinden. Das heißt also, dass das Halbleiterbauteil 103 einen Grundkörper 105 umfassend zwei gegenüberliegende
Seitenflächen 110 aufweist, wobei die Seitenflächen 110 jeweils die Oberseite 107 und die Unterseite 109 miteinander verbinden .
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 101 umfasst ein
Gehäuse 111. Das Gehäuse 111 ist als ein schwarzes Gehäuse ausgebildet. Zum Beispiel umfasst das Gehäuse 111 ein mit Ruß gefülltes Silikon.
Das Gehäuse 111 umfasst einen Gehäuserahmen 113, in welchem ein Leiterrahmen 114 eingebettet ist. Der Leiterrahmen 114 kann als ein Leadframe bezeichnet werden. Der Leiterrahmen 114 umfasst beispielsweise Kupfer oder ist aus Kupfer
gebildet. In einer Ausführungsform weist der Leiterrahmen 114 eine galvanische Beschichtung zum Schutz und/oder zur
Erhöhung der Reflektivität auf.
Der Leiterrahmen 114 bewirkt insbesondere folgendes:
Thermische Spreizung und eine Wärmeabfuhr
Elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauteils, da Drähte von Bondpads (siehe nachstehende Ausführungen) zum Leiterrahmen 114 gezogen werden, was hier aber der Übersicht halber nicht dargestellt ist.
Das Gehäuse 111 umfasst eine Kavität 115, die als eine
Vertiefung im Gehäuserahmen 113 gebildet ist. Die Kavität 115 umfasst einen Boden 119 und eine den Boden 119 umlaufende Wand 117, die als eine Mantelfläche der Kavität 115 gebildet ist .
Der Grundkörper 105 ist mit seiner Unterseite 109 auf dem Boden 119 der Kavität 115 angeordnet. Hierbei ist der Boden 119 der Kavität 115 durch den Leiterrahmen 114 gebildet. Das heißt also, dass der Grundkörper 107 des Halbleiterbauteils 103 mit seiner Unterseite 109 auf dem Leiterrahmen 114 angeordnet ist. Der Grundkörper 105 des Halbleiterbauteils 103 ist mehrteilig aufgebaut. Das heißt also, dass der Grundkörper 105 mehrere Teile oder Elemente, also eine Anordnung von Elementen oder Teilen, umfasst. Der Grundkörper 105 umfasst einen Bragg-Reflektor 121. Der
Bragg-Reflektor 121 bildet mit einer Seite die Unterseite 109 des Grundkörpers 105. Das heißt also, dass das
Halbleiterbauteil 103 mit dem Bragg-Reflektor 121 auf dem Leiterrahmen 114 angeordnet ist.
Der Grundkörper 105 umfasst des Weiteren ein Saphirsubstrat 123, das eine Oberseite 127 und eine der Oberseite 127 gegenüberliegende Unterseite 125 aufweist. Hierbei ist der Bragg-Reflektor 121 an der Unterseite 125 des Saphirsubstrats 123 angeordnet. Die Unterseite 125 des Saphirsubstrats 123 ist dem Boden 119 der Kavität 115 zugewandt. Die Oberseite 127 des Saphirsubstrats 123 ist dem Boden 119 der Kavität 115 abgewandt .
Das Saphirsubstrat 123 bezeichnet ein Substrat aus einem einkristallinen Saphir. In einer anderen Ausführungsform ist anstelle des Saphirsubstrats 123 ein SiC-Substrat (SiC:
Siliciumcarbid) vorgesehen.
Auf der Oberseite 127 des Saphirsubstrats 123 ist eine n- dotierte Halbleiterschicht 129 angeordnet oder aufgebracht, insbesondere aufgewachsen.
Auf der n-dotierten Halbleiterschicht 129 ist eine p-dotierte Halbleiterschicht 131 aufgebracht, insbesondere aufgewachsen, oder abgeschieden. Hierbei ist die p-dotierte
Halbleiterschicht 131 nicht komplett auf der n-dotierten Halbleiterschicht 129 aufgebracht. Das heißt also, dass die n-dotierte Halbleiterschicht 129 einen Bereich umfasst, der frei von der p-dotierten Halbleiterschicht 131 ist. Das heißt also, dass die p-dotierte Halbleiterschicht 131 nur teilweise auf der n-dotierte Halbleiterschicht 129 aufgebracht ist. Dieser freigelassene Bereich ist mit einer geschweiften
Klammer mit dem Bezugszeichen 133 gekennzeichnet.
Zwischen der n-dotierten Halbleiterschicht 129 und der p- dotierten Halbleiterschicht 131 bildet sich somit ein pn- Übergang 139.
Zur elektrischen Kontaktierung der beiden Halbleiterschichten 129, 131 sind Bondpads 135, 137 vorgesehen. Hierbei zeigt das Bezugszeichen 135 auf das Bondpad zur elektrischen
Kontaktierung der p-dotierten Halbleiterschicht 131. Das
Bondpad 135 kann somit als ein p-Bondpad bezeichnet werden. Das Bezugszeichen 137 zeigt auf das Bondpad, der die n- dotierte Halbleiterschicht 129 elektrisch kontaktiert. Das heißt, dass das Bondpad 137 als ein n-Bondpad bezeichnet werden kann.
Die Bondpads 135, 137 werden zum Beispiel mittels eines Drahts kontaktiert, sodass über den Draht eine elektrische Verbindung zu den Bondpads 135, 137 hergestellt werden kann. Dieser Vorgang kann als ein Drahtkontaktieren des
Halbleiterbauteils 103 bezeichnet werden. Das
Drahtkontaktieren ist hier der Übersicht halber nicht
gezeigt. Somit sind entsprechende Drähte der Übersicht halber nicht gezeigt. Die Drähte zu den Bondpads 135, 137 werden zum Leiterrahmen 114 gezogen, so dass über den Leiterrahmen 114 eine elektrische Kontaktierung des der beiden
Halbleiterschichten 129, 131 ermöglicht ist.
In einer alternativen Ausführungsform ist das
Halbleiterbauteil 103 als ein Flip-Chip, zum Beispiel als ein Saphir Flip-Chip, ausgebildet. Das heißt, dass die
elektrischen Kontaktierungen (Bondpads) an der Rückseite des Chips angeordnet sind. Der Chip wird also von seiner
Rückseite her kontaktiert. Das heißt, dass die beiden
Bondpads 135, 137 direkt leitfähig auf dem Leiterrahmen 114 aufgebracht sind.
Wenn eine elektrische Spannung über die Bondpads 135, 137 an die Halbleiterschichten 129, 131 angelegt wird, wird
elektromagnetische Strahlung im Bereich des pn-Übergangs 139 erzeugt. Ein beispielhafter Strahlengang dieser erzeugten elektromagnetischen Strahlung ist mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 141 gekennzeichnet.
Die emittierte oder erzeugte elektromagnetische Strahlung trifft zumindest teilweise auf die Seitenflächen 110. In der Regel würde dann die Strahlung durch die Seitenflächen 110 aus dem Grundkörper 105 austreten. Es ist vorgesehen, dass ein reflektierender Werkstoff 143 verwendet wird, um die Kavität 115 bis zu einer vorbestimmten Höhe 145 aufzufüllen. Die vorbestimmte Höhe 145 ist kleiner als die Höhe des Halbleiterbauteils 103 bezogen auf den Boden 119 der Kavität 115. Auch die vorbestimmte Höhe 145 ist relativ zum Boden 119 definiert.
Durch das Vorsehen des reflektierenden Werkstoffs 143 wird die elektromagnetische Strahlung 141 zwar zunächst durch die Seitenflächen 110 des Grundkörpers 105 austreten, dort dann aber durch den reflektierenden Werkstoff 143 zurück zu den Seitenflächen 110 reflektiert werden und dann durch diese Seitenflächen 110 wieder in den Grundkörper 105 einfallen oder eintreten.
Die elektromagnetische Strahlung, die mittels des
reflektierenden Werkstoffs 143 reflektiert wird, ist hier symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 155
gekennzeichnet .
Der reflektierende Werkstoff 143 umfasst zum Beispiel ein Silikon, in welchem weiße Streupartikel eingebettet sind. Streupartikel sind zum Beispiel Titandioxidpartikel. Die Höhe des Halbleiterbauteils 103 bezogen auf den Boden 119 der Kavität 115 ist symbolisch mittels einer geschweiften Klammer mit dem Bezugszeichen 147 gekennzeichnet.
Ferner ist vorgesehen, dass die Kavität 115 nach dem
Auffüllen mit dem reflektierenden Werkstoff 143 noch
teilweise mit einem schwarzen Werkstoff 151 aufgefüllt wird. Hierbei wird der schwarze Werkstoff 151 auf eine Oberseite 149 des aufgefüllten reflektierenden Werkstoffs 143
aufgebracht. Das Auffüllen mittels des schwarzen Werkstoffs 151 wird bis zur Oberkante 153 des Halbleiterbauteils 103 durchgeführt. Das heißt also, dass die Kavität 115 bis zur Oberkante 153 des Halbleiterbauteils 103 mit dem schwarzen Werkstoff 151 aufgefüllt wird. Hierbei wird die Oberkante 153 durch eine Linie gebildet, die durch ein Aneinanderstoßen der Oberseite 107 des Grundkörpers 105 mit den Seitenflächen 110 gebildet wird. Die Oberkante 153 des Halbleiterbauteils 103 kann auch als eine Chipoberkante bezeichnet werden.
Der schwarze Werkstoff 151 umfasst zum Beispiel ein mit Ruß gefülltes Silikon.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Halbleiterbauteil 103 anschließend noch mit einem
Klarsilikon vergossen wird. Das Drahtkontaktieren erfolgt vor dem Auffüllen der Kavität mittels des reflektierenden und des schwarzen Werkstoffs.
Die reflektierte elektromagnetische Strahlung 155 wird zum Beispiel auf den Bragg-Reflektor 121 treffen und von diesem wieder in Richtung der gegenüberliegenden Seitenfläche 110 reflektiert werden. Diese reflektierte elektromagnetische Strahlung ist symbolisch mittels eines Pfeils mit dem
Bezugszeichen 157 gekennzeichnet. Die Strahlung 157 wird analog zur Strahlung 141 durch die Seitenfläche 110 aus dem Grundkörper 105 austreten, um vom reflektierenden Werkstoff 143 wieder zurück zur Seitenfläche 110 reflektiert zu werden, um wieder in den Grundkörper 105 einzufallen .
Von dieser Seitenfläche 110 wird dann die elektromagnetische Strahlung in Richtung der Oberseite 107 des Grundkörpers 105 reflektiert. Diese reflektierte Strahlung ist symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 159 gekennzeichnet. Diese elektromagnetische Strahlung 159 kann dann durch die
Oberseite 107 des Grundkörpers 105 austreten. Das heißt also, dass elektromagnetische Strahlung, die aufgrund des reflektierenden Werkstoffs 143 zurück in
Richtung Grundkörper 105 reflektiert wird, wieder in den Grundkörper 105 einkoppelt oder eindringt oder einfällt und aufgrund von Mehrfachreflexionen innerhalb des Grundkörpers 105 und/oder aufgrund von einer weiteren Reflexion aufgrund des reflektierenden Werkstoffs 143 an der gegenüberliegenden Seitenfläche 110 in Richtung der Oberseite 107 reflektiert wird und somit also nach oben aus dem Grundkörper 105 auskoppelt.
Sofern weiße Streupartikel im reflektierenden Werkstoff 143 vorgesehen sind, so erfolgt in der Regel eine nicht zwingend richtungserhaltende Streuung an diesen Streupartikeln.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine Lichtauskopplung oder allgemein eine Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung aus dem Grundkörper 105 und somit aus dem Halbleiterbauteil 103 effizient gesteigert werden kann. Das Halbleiterbauteil 103 kann somit sehr effizient Licht auskoppeln im eingeschalteten Zustand
Durch das Vorsehen des schwarzen Werkstoffs 151 wird
insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das
Halbleiterbauteil 103 in einer Draufsicht besonders schwarz erscheint und somit einen hohen Kontrast aufweist. Dies insbesondere, wenn das Bauteil 103 ausgeschaltet ist.
Dieser Effekt kann in vorteilhafter Weise durch eine
besonders dünne schwarze Schicht aus reflektierendem
Werkstoff 143 und möglichst viel weiß gefülltem Silikon, also reflektierendem Werkstoff 143, verstärkt werden.
„Möglichst viel" heißt hier, dass zwischen 65 % und 75 % der Chiphöhe mit dem reflektierenden Werkstoff aufgefüllt sind. „Besonders dünn" heißt hier, dass entsprechend 25 % bis 35 % mit dem schwarzen Werkstoff aufgefüllt sind. In einer Ausführungsform beträgt eine Dicke des schwarzen Werkstoffs zwischen 8 ym und 12 ym, insbesondere 10 ym.
Durch das Vorsehen des reflektierenden Werkstoffs 143 kann in vorteilhafter Weise dem Halbleiterbauteil 103 eine
Charakteristik wie die eines Oberflächenemitters gegeben werden. Somit können in vorteilhafter Weise
volumenemittierende Leuchtdiodenchips, also Volumenstrahler, in schwarzen Gehäusen effizient verwendet werden.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum
Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.
Hierbei kann es sich zum Beispiel um die optoelektronische Leuchtvorrichtung 101 der Fig. 1 handeln.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen 201 zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauteils, das einen Grundkörper mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite und mit zwei gegenüberliegenden die Oberseite mit der Unterseite verbindenden Seitenflächen aufweist,
- Bereitstellen 203 eines eine Kavität aufweisendes
schwarzen Gehäuses, wobei die Kavität einen Boden aufweist,
- Anordnen 205 des Halbleiterbauteils auf den Boden der Kavität mit der Unterseite des Grundkörpers dem Boden zugewandt ,
- Auffüllen 207 der Kavität vom Boden bis zu einer
vorbestimmten Höhe, die kleiner ist als eine Höhe der Oberseite des Grundkörpers relativ zum Boden der
Kavität, mit einem reflektierenden Werkstoff, so dass durch die Seitenflächen aus dem Grundkörper austretende elektromagnetische Strahlung von dem reflektierenden Werkstoff zurück in Richtung Seitenflächen reflektiert werden kann, um die reflektierte elektromagnetische Strahlung in den Grundkörper einzukoppeln, so dass zumindest ein Teil der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung durch die Oberseite des Grundkörpers aus dem Grundkörper wieder austreten kann, - Auffüllen 209 der Kavität von einer Oberseite des
aufgefüllten reflektierenden Werkstoffs, die dem Boden der Kavität abgewandt ist, bis maximal zur Oberkante des
Halbleiterbauteils mit einem schwarzen Werkstoff, wobei die Oberkante mittels einer durch ein Aneinanderstoßen der Oberseite des Grundkörpers mit den Seitenflächen gebildete Linie gebildet ist.
Nach dem Anordnen gemäß dem Schritt 205 ist zum Beispiel ein Drahtkontaktieren des Halbleiterbauteils vorgesehen.
Die Schritte 201 und 203 können auch in umgekehrter
Reihenfolge oder zeitgleich durchgeführt werden. Der Schritt 209 ist ein optionaler Schritt, der zur Kontrasterhöhung dient. In einer Ausführungsform ist der Schritt 209 nicht vorgesehen . Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.
Hierbei kann es sich zum Beispiel um die optoelektronische Leuchtvorrichtung 101 der Fig. 1 handeln.
In einem Schritt 301 ist eine Verwendung eines schwarzen Gehäuses vorgesehen. Das heißt also, dass gemäß dem Schritt 301 ein schwarzes Gehäuse 301 verwendet oder bereitgestellt wird. Bei dem schwarzen Gehäuse handelt es sich um das
Gehäuse 111 gemäß Fig. 1.
In einem Schritt 303 ist vorgesehen, dass ein
volumenemittierender Leuchtdiodenchip in das schwarze Gehäuse eingebaut wird. Hierbei wird der Leuchtdiodenchip am Boden der Kavität des Gehäuses 111 eingebaut oder angeordnet.
In einem Schritt 305 findet dann ein Drahtkontaktieren der Bondpads 135, 137 des Leuchtdiodenchips statt. In einem Schritt 307 wird die Kavität des Gehäuses bis etwa zwei Drittel der Chiphöhe (60 ym bis 150 ym) mit hoch
reflektierendem weiß gefüllten Silikon aufgefüllt.
Anschließend, also nach diesem Auffüllen gemäß dem Schritt 307, wird gemäß einem Schritt 309 die Kavität weiter bis zur Chipoberkante mit einem schwarzen (rußgefüllten) Silikon aufgefüllt .
In einem Schritt 311 wird dann der Leuchtdiodenchip mit einem Klarsilikon vergossen. Dies also nach dem Auffüllen gemäß den Schritten 307 und 309. Durch das Auffüllen mit einem weiß gefüllten Silikon wird das seitlich aus dem Leuchtdiodenchip kommende Licht, allgemein elektromagnetische Strahlung, in den Chip zurückreflektiert und nach mehreren Reflexionen innerhalb des Chips nach oben ausgekoppelt. Die Lichtauskopplung wird damit sehr hoch und der Leuchtdiodenchip sehr hell.
Durch das schwarz gefüllte Silikon wird der Leuchtdiodenchip in einer Draufsicht besonders schwarz und weist damit einen hohen Kontrast auf. Dieser Effekt wird nach einer
Ausführungsform durch eine besonders dünne schwarze Schicht und möglichst viel weiß gefülltes Silikon noch verstärkt.
Dem volumenemittierenden Leuchtdiodenchip wird somit durch das weiß gefüllte Silikon in vorteilhafter Weise eine
Charakteristik wie die eines Oberflächenemitters gegeben.
Somit können volumenemittierende Chips in schwarzen Gehäusen effizient verwendet werden.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung wird nach einer
Ausführungsform in einer Videowand oder in einem Display, also einem Bildschirm, verwendet. Somit ist also gemäß der Fig. 4 allgemein eine
Anzeigeeinrichtung 401 bereitgestellt, die die
optoelektronische Leuchtvorrichtung 101 umfasst. Insbesondere umfasst die Anzeigeeinrichtung 401 mehrere der
optoelektronischen Leuchtvorrichtungen 101.
Die Anzeigeeinrichtung 401 ist zum Beispiel als eine
Videowand oder als ein Bildschirm ausgebildet. Nach einer Ausführungsform umfasst die Leuchtvorrichtung 101 mehrere Halbleiterbauteile 103, die analog zu dem einen gezeigten Halbleiterbauteil 103 der Fig. 1 entsprechend mit reflektierendem Werkstoff und schwarzem Werkstoff umgeben sind. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für jedes der mehreren Halbleiterbauteile ein eigenes Gehäuse vorgesehen ist. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mehreren Halbleiterbauteile in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind (vgl. Fig. 5) . Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße optoelektronische Leuchtvorrichtung 501 in einer vereinfacht dargestellten Draufsicht von oben.
Die Leuchtvorrichtung 501 umfasst drei optoelektronische Halbleiterbauteile 503, 505, 507, die analog zum
Halbleiterbauteil 103 ausgebildet sind. Die drei
Halbleiterbauteile 503, 505, 507 sind zum Beispiel
ausgebildet, respektive rotes, grünes und blaues Licht zu emittieren. Somit ist zum Beispiel eine RGB-Leuchtvorrichtung geschaffen (RGB: Rot, Grün, Blau), die zum Beispiel ein Pixel in einer Videowand bilden kann.
Die Halbleiterbauteile 503, 505, 507 sind jeweils mittels zwei Bonddrähte 509, 511 respektive mit elektrischen
Kontaktabschnitten 513, 515 eines nicht weiter dargestellten Leiterrahmens elektrisch kontaktiert oder verbunden. Der jeweilige eine Bonddraht 509 kontaktiert zum Beispiel eine jeweilige p-dotierte Halbleiterschicht (nicht gezeigt) der Halbleiterbauteile 503, 505, 507 , der jeweilige andere
Bonddraht 511 kontaktiert zum Beispiel eine jeweilige n- dotierte Halbleiterschicht (nicht gezeigt) der
Halbleiterbauteile 503, 505, 507 oder umgekehrt. Dies zum Beispiel analog zu der Leuchtvorrichtung 101 der Fig. 1.
Die Leuchtvorrichtung 501 umfasst ein Gehäuse 517 mit einem Gehäuserahmen 519. Das Gehäuse 517 weist eine Kavität 521 auf, die vom Gehäuserahmen 519 umgeben oder umschlossen ist.
Die drei Halbleiterbauteile 503, 505, 507 in der Kavität 521 auf deren Boden (nicht gezeigt) angeordnet, wobei der Boden mittels des Leiterrahmens gebildet ist. Analog zur Leuchtvorrichtung 501 ist bei der
Leuchtvorrichtung 501 vorgesehen, dass in der Kavität 521 vom Boden bis zu einer vorbestimmten Höhe, die kleiner ist als die Halbleiterbauteilhöhe, ein reflektierende Werkstoff eingefüllt oder vergossen ist, wobei auf dem eingefüllten oder vergossenen reflektierenden Werkstoff ein schwarzer Werkstoff aufgebracht ist, beispielsweise mittels eines
Vergießens . Eine Gesamtdicke der beiden Werkstoffe ist kleiner oder gleich der Halbleiterbauteilhöhe bezogen auf den Boden der Kavität 521.
Das heißt, dass die drei Halbleiterbauteile 503, 505, 507 analog zum Halbleiterbauteil 103 mit reflektierendem und schwarzem Werkstoff umgeben sind. Eine Querschnittsansicht der Leuchtvorrichtung 501 wäre somit ähnlich der
Querschnittsansicht gemäß Fig. 1, wobei als ein Unterschied links und rechts neben dem Halbleiterbauteil 103 noch zwei weitere Halbleiterbauteile vorgesehen wären.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben 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.
BEZUGSZEICHENLISTE
101 optoelektronische Leucht orrichtung
103 optoelektronisches Halbleiterbauteil
105 Grundkörper
107 Oberseite des Grundkörpers
109 Unterseite des Grundkörpers
110 Seitenfläche
111 Gehäuse
113 Gehäuserahmen
114 Leiterrahmen
115 Kavität
117 Wand
119 Boden
121 Bragg-Reflektor
123 Saphir-Substrat
125 Unterseite des Substrats
127 Oberseite des Substrats
129 n-dotierte Halbleiterschicht
131 p-dotierte Halbleiterschicht
133 frei gelassener Bereich
135 p-Bondpad
137 n-Bondpad
139 pn-Übergang
141 Strahlengang
143 reflektierender Werkstoff
145 vorbestimmte Höhe
147 Höhe des Halbleiterbauteils
149 Oberseite des aufgefüllten
reflektierenden Werkstoffs
151 schwarzer Werkstoff
153 Oberkante des Halbleiterbauteils
155 Strahlengang
157 Strahlengang
159 Strahlengang
201 Bereitstellen
203 Bereitstellen
205 Anordnen Auffüllen
Auffüllen
Verwenden
Einbauen
Drahtkontaktieren
Auffüllen
Auffüllen
Vergießen
Anzeigeeinrichtung
optoelektronische Leucht orrichtung, 505, 507 optoelektronisches Halbleiterbauteil, 511 Bonddraht
, 515 Kontaktabschnitt
Gehäuse
Gehäuserahmen
Kavität

Claims

PATENTA S PRUCHE
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101), umfassend:
- zumindest ein optoelektronisches Halbleiterbauteil
(103), das einen Grundkörper (105) mit einer Oberseite (107) und einer der Oberseite (107) gegenüberliegenden Unterseite (109) und mit jeweils zwei gegenüberliegenden die Oberseite (107) mit der Unterseite (109)
verbindenden Seitenflächen (110) aufweist,
- ein eine Kavität (115) aufweisendes schwarzes Gehäuse (111) ,
- wobei die Kavität (115) einen Boden (119) aufweist
- wobei das Halbleiterbauteil auf dem Boden (119) der
Kavität (115) mit der Unterseite (109) des Grundkörpers (109) dem Boden (119) zugewandt angeordnet ist,
- wobei die Kavität (115) vom Boden (119) bis zu einer vorbestimmten Höhe (145), die kleiner ist als eine Höhe der Oberseite (107) des Grundkörpers (107) relativ zum Boden (119) der Kavität (115), mit einem reflektierenden Werkstoff (143) aufgefüllt ist, so dass durch die
Seitenflächen (110) aus dem Grundkörper (105)
austretende elektromagnetische Strahlung von dem
reflektierenden Werkstoff (143) zurück in Richtung
Seitenflächen (110) reflektiert werden kann, um die reflektierte elektromagnetische Strahlung in den
Grundkörper (105) einzukoppeln, so dass zumindest ein Teil der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung durch die Oberseite (107) des Grundkörpers (107) aus dem Grundkörper (105) wieder austreten kann.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach Anspruch 1, wobei die Kavität (115) von einer Oberseite (149) des aufgefüllten reflektierenden Werkstoffs (149), die dem Boden (119) der Kavität (115) abgewandt ist, bis maximal zur Oberkante (153) des Halbleiterbauteils (153) mit einem schwarzen Werkstoff (151) aufgefüllt ist, wobei die
Oberkante (153) mittels einer durch ein Aneinanderstoßen der Oberseite (107) des Grundkörpers (107) mit den
Seitenflächen (110) gebildete Kurve gebildet ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Grundkörper (105) einen Reflektor (1219 zum Reflektieren der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung weg von der Unterseite (109) umfasst.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der schwarze Werkstoff (145) und/oder das schwarze Gehäuse (111) aus mit Ruß gefülltem Silikon gebildet ist respektive sind.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der reflektierende Werkstoff (143) aus Silikon gebildet ist, in welchem weiße
Streupartikel eingebettet sind.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Halbleiterbauteil (103) mit einem Klarsilikon vergossen ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Halbleiterbauteil (103) als ein volumenemittierender Leuchtdiodenchip ausgebildet ist .
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die vorbestimmte Höhe (145) maximal zwei Drittel, insbesondere zwei Drittel, der Höhe der Oberseite (107) bezogen auf den Boden (119) beträgt.
Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen
Leuchtvorrichtung (101) umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen (201) zumindest eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (103), das einen Grundkörper (105) mit einer Oberseite (107) und einer der Oberseite (107) gegenüberliegenden Unterseite (109) und mit jeweils zwei gegenüberliegenden die Oberseite (107) mit der
Unterseite (109) verbindenden Seitenflächen (110) aufweist,
- Bereitstellen (203) eines eine Kavität (115)
aufweisendes schwarzen Gehäuses (111), wobei die Kavität (115) einen Boden (119) aufweist,
- Anordnen (205) des Halbleiterbauteils (103) auf den
Boden (119) der Kavität (115) mit der Unterseite (109) des Grundkörpers (105) dem Boden (119) zugewandt,
- Auffüllen (207) der Kavität (115) vom Boden (119) bis zu einer vorbestimmten Höhe (145), die kleiner ist als eine Höhe der Oberseite des Grundkörpers (107) relativ zum Boden (119) der Kavität (115), mit einem reflektierenden Werkstoff (143), so dass durch die Seitenflächen (110) aus dem Grundkörper (105) austretende elektromagnetische Strahlung von dem reflektierenden Werkstoff (143) zurück in Richtung Seitenflächen (110) reflektiert werden kann, um die reflektierte elektromagnetische Strahlung in den Grundkörper (105) einzukoppeln, so dass zumindest ein Teil der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung durch die Oberseite (107) des Grundkörpers (105) aus dem Grundkörper (105) wieder austreten kann.
10. Verfahren nach Anspruch 9, umfassend ferner ein
Auffüllen (209) der Kavität (115) von einer Oberseite
(149) des aufgefüllten reflektierenden Werkstoffs (143), die dem Boden (119) der Kavität (115) abgewandt ist, bis maximal zur Oberkante (153) des Halbleiterbauteils (105) mit einem schwarzen Werkstoff (145), wobei die Oberkante
(153) mittels einer durch ein Aneinanderstoßen der
Oberseite (107) des Grundkörpers (105) mit den
Seitenflächen (110) gebildete Linie gebildet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Grundkörper (105) einen Reflektor (121) zum Reflektieren der
eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung weg von der Unterseite (109) umfasst.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der schwarze Werkstoff (145) und/oder das schwarze Gehäuse (111) aus mit Ruß gefülltem Silikon gebildet wird
respektive werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der reflektierende Werkstoff (143) aus Silikon gebildet wird, in welchem weiße Streupartikel eingebettet sind. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Halbleiterbauteil (105) mit einem Klarsilikon vergossen wird .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Halbleiterbauteil (105) als ein volumenemittierender Leuchtdiodenchip ausgebildet ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die vorbestimmte Höhe (145) maximal zwei Drittel, insbesondere zwei Drittel, der Höhe der Oberseite (107) bezogen auf den Boden (119) beträgt.
17. Anzeigeeinrichtung (401), umfassend eine
optoelektronische Leuchtvorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
18. Anzeigeeinrichtung (401) nach Anspruch 17, die als eine Videowand oder als ein Bildschirm ausgebildet ist.
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