WO2025125065A1 - Optoelectronic component and optoelectronic arrangement - Google Patents
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Definitions
- An optoelectronic component is specified. Furthermore, an optoelectronic arrangement is specified.
- One problem to be solved is to provide an optoelectronic component with increased efficiency. Another problem is to provide an optoelectronic arrangement with increased efficiency.
- the optoelectronic component is, for example, a radiation-emitting optoelectronic component.
- the optoelectronic component generates electromagnetic radiation, in particular electromagnetic radiation with a wavelength in the wavelength range between UV radiation and infrared radiation, for example in the green, yellow, yellow-orange, red and/or infrared wavelength range.
- the optoelectronic component has at least one component, in particular a plurality of components, or is composed thereof.
- the optoelectronic component comprises a semiconductor chip configured to emit primary radiation.
- the semiconductor chip may comprise an active semiconductor layer sequence containing an active region that can generate the primary radiation during operation of the optoelectronic component.
- Primary radiation refers here and below to electromagnetic radiation of a first Wavelength or a first wavelength range emitted by the semiconductor chip.
- the semiconductor chip is, for example, a light-emitting diode chip or a laser diode chip.
- the semiconductor chip emits blue primary radiation.
- the primary radiation has a wavelength of 450 nm.
- the semiconductor chip comprises or consists of the semiconductor layer sequence, passivation layers and contacts.
- the at least one semiconductor chip is not a package, but rather the pure semiconductor chip.
- the semiconductor chip can have a chip substrate.
- the active semiconductor layer sequence is arranged on the chip substrate.
- the chip substrate comprises or consists of sapphire.
- the semiconductor chip emits the primary radiation via an emission surface.
- the emission surface can also be referred to as the luminous surface of the semiconductor chip.
- the emission surface is a surface of an outer layer of the semiconductor layer sequence, in particular a surface of the semiconductor layer sequence facing away from the chip substrate.
- the emission surface can have an edge length. The edge length of the emission surface can correspond to the edge length of the semiconductor chip.
- the optoelectronic component comprises a conversion element which is designed to convert the primary radiation into secondary radiation.
- Secondary radiation refers here and below to electromagnetic radiation of a second wavelength or a second Wavelength range that is generated in the conversion element by converting primary radiation into secondary radiation and emitted by the optoelectronic component.
- the conversion element converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of the second wavelength range.
- the first wavelength range differs, for example, at least partially from the second wavelength range.
- the second wavelength range comprises wavelengths that have lower energy than the wavelengths of the first wavelength range.
- the conversion element is a conversion element surrounding the semiconductor chip.
- the conversion element is arranged such that it covers a main surface, in particular the emission surface, of the semiconductor chip, in particular completely.
- the conversion element can cover the side surfaces of the semiconductor layer sequence, in particular completely.
- the conversion element can be larger than the semiconductor chip, for example twice as large, three times as large or four times as large.
- a main emission surface of the conversion element in plan view is twice as large, three times as large or four times as large as the emission surface of the semiconductor chip.
- the conversion element can then have a height above the semiconductor chip and a thickness in lateral regions next to the semiconductor chip. It should be noted here that the thickness of the conversion element corresponds to the height of the conversion element on the semiconductor chip and the height of the semiconductor chip.
- an aspect ratio of a height of the conversion element on the semiconductor chip and an edge length of a luminous area of the optoelectronic component is at most 1.
- the luminous area of the optoelectronic component is understood to mean an area of the optoelectronic component that is configured to couple out the secondary radiation generated in the conversion element.
- the luminous area of the optoelectronic component is a main area of the optoelectronic component, for example of the conversion element, that extends perpendicular to the height of the conversion element.
- An aspect ratio of at most 1 means in particular that the conversion element on the semiconductor chip is at most as high as the luminous area is wide.
- the aspect ratio is at most 0.5, for example 0.2 or 0.1.
- the conversion element is thinner than the luminous surface is wide.
- the optoelectronic component is designed to increase a conversion efficiency of the conversion element.
- the optoelectronic component is designed to maintain or increase a conversion efficiency of the conversion element as the height of the conversion layer decreases.
- the conversion efficiency of the conversion element is a measure of the proportion of primary radiation converted into secondary radiation. The more primary radiation is converted into secondary radiation, the higher the conversion efficiency of the conversion element.
- the conversion efficiency of the conversion element can be expressed as a percentage of the electromagnetic radiation coupled out of the optoelectronic component as secondary radiation.
- the conversion efficiency of the optoelectronic component can be expressed via the color saturation of the coupled-out electromagnetic radiation. The greater the color saturation, the higher the conversion efficiency of the conversion element.
- the reduction of unwanted transmission of primary radiation through the conversion element is a key aspect for increasing the conversion efficiency, for example for thin conversion elements.
- An undesired transmission of primary radiation through the conversion element can be caused by a reduction in the height of the conversion elements.
- a thin conversion element can increase the absorption of primary radiation and thus prevent complete conversion. Anything below 100% absorption of primary radiation leads to undesirable transmission of primary radiation, which reduces the conversion efficiency of the conversion element and thus the color purity and color saturation of the optoelectronic component.
- the most important consideration for achieving increased conversion efficiency is that the color of the optoelectronic component has the highest possible color purity and color saturation.
- Means of increasing conversion efficiency are thus increasing the absorption of primary radiation in the conversion element and/or reducing the unwanted transmission of primary radiation through the conversion element.
- the optoelectronic component comprises a semiconductor chip which is configured to emit primary radiation, and a conversion element which is configured to convert the primary radiation into secondary radiation, wherein an aspect ratio of a height of the conversion element and an edge length of a luminous surface of the optoelectronic component is at most 1, and wherein the optoelectronic component is configured to increase a conversion efficiency of the conversion element.
- a conversion element with an aspect ratio of at most 1 has a height adapted to the lateral dimensions of the conversion element, which leads to simplified processing during structuring and to improved dissipation of the conversion heat from the optoelectronic component.
- the conversion efficiency of the conversion element is increased, for example by increasing the absorption of the primary radiation and/or reducing the unwanted transmission of primary radiation through the conversion element. This advantageously makes it possible to provide an efficient optoelectronic component for applications with limited lateral dimensions.
- the conversion element has a height of at most 100 pm, in particular of at most 50 pm, for example of at most 20 pm or at most 10 pm or at most 5 pm.
- the height of the conversion element depends on the lateral dimensions of the optoelectronic component, in particular of the luminous surface of the optoelectronic component.
- the height of the conversion element is in particular selected such that the aspect ratio is at most 1, in particular at most 0.2, for example at most 0.1.
- a conversion element with a height of at most 100 pm can advantageously have a lower aspect ratio and thus better structuring ability and improved dissipation of the conversion heat.
- the semiconductor chip is a mini-LED or a micro-LED.
- LED means a light-emitting diode.
- Mini-LEDs can have a width, a length, a thickness and/or a diameter less than or equal to 100 gm and greater than or equal to 50 gm.
- mini-LEDs for example rectangular mini-LEDs, have an edge length, in particular in plan view of the layers of the layer stack, of a luminous area less than or equal to 100 gm and greater than or equal to 50 gm.
- a mini-LED is, for example, a light-emitting diode in which a growth substrate has been removed, so that a thickness of the micro-LED is, for example, in the range from 1.5 gm inclusive to 50 gm inclusive.
- Micro-LEDs can have a width, a length, a thickness and/or a diameter of less than or equal to 50 gm, in particular less than or equal to 20 gm, for example of 20 gm or 10 gm or 5 gm.
- micro-LEDs for example rectangular micro-LEDs, have an edge length, in particular in plan view of the layers of the layer stack, of a luminous area of less than or equal to 50 gm, in particular less than or equal to 20 gm, for example of 20 gm or 10 gm or 5 gm.
- a micro-LED is, for example, a light-emitting diode in which a growth substrate has been removed, so that a thickness of the microLED is, for example, in the range from 1.5 gm inclusive to 10 gm inclusive.
- the semiconductor chip is an InGaN semiconductor chip.
- the semiconductor chip is an InGaN semiconductor chip that emits primary radiation in the blue wavelength range, for example, 450 nm.
- An InGaN semiconductor chip can advantageously be provided cost-effectively.
- the optoelectronic component emits secondary radiation with a color saturation of at least 95%, in particular of at least 98%, during operation.
- Color saturation is a measured value for the intensity and purity of a color tone compared to an unsaturated color tone.
- spectral colors are colors with maximum color saturation.
- the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component has a color saturation of at least 95%, in particular of at least 98%.
- the color saturation can be greater than 98%, for example 99% or 99.5%.
- a color saturation of 95% to 98% is sufficient, and an increase in the color saturation beyond this no longer perceptibly influences the light emitted by the optoelectronic component.
- the optoelectronic component can advantageously be used in applications that have corresponding color saturation specifications, for example automotive applications such as taillights or direction indicators.
- the conversion element comprises or consists of a conversion material.
- the ability of the conversion element to convert primary radiation into secondary radiation convert, attributed to the conversion material .
- the conversion material in the conversion element is in the form of particles .
- the conversion element can consist of particles of the conversion material , for example in the form of a ceramic .
- the particles can be dispersed in a matrix material , for example a polymer such as silicone .
- the particles can be arranged as a dense pack and held together by the matrix material . In particular, it is advantageous here to use as little matrix material as possible in order to keep the height of the conversion element as low as possible .
- the conversion material comprises a phosphor.
- the phosphor is an inorganic phosphor.
- the phosphor has grain sizes of at most 10 pm, in particular of at most 5 pm, for example of 1 pm.
- the grain size of a phosphor is understood to mean, in particular, a diameter of a phosphor particle.
- the phosphor has grain sizes of at least 1 pm.
- the phosphor having a particle size of 10 pm or less serves to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- the absorption per phosphor particle can be increased.
- the primary radiation is used more efficiently for conversion.
- the scattering within the Conversion element so that the mean path length of the primary radiation in the conversion element can increase.
- a comparable or increased conversion efficiency can be achieved with a reduced height of the conversion element. For example, it is possible that a 70% reduction in the grain size can result in a 50% reduction in the height of the conversion element.
- the conversion material comprises a semiconductor nanocrystal.
- the semiconductor nanocrystal is in particular a particle with a diameter between 1 nm and 50 nm, for example between 2 nm and 20 nm, for example between 2 nm and 10 nm. Due to their small size, semiconductor nanocrystals have different properties than a bulk material formed from the same material. It is possible for the semiconductor nanocrystal to be spherical, rod-shaped, or cuboid-shaped. In particular, the semiconductor nanocrystal is a nanoparticle with a predominantly crystalline structure, for example a semiconductor nanoparticle or a quantum dot.
- the semiconductor nanocrystal is made up of atoms in a monocrystalline or polycrystalline arrangement.
- the semiconductor nanocrystal is formed, for example, from at least one semiconductor material.
- the semiconductor nanocrystal can comprise or be formed from at least one of the semiconductor materials CdSe, CdS, InP, GaP, or GaAs.
- semiconductor nanocrystals serve as conversion material in the conversion element to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- Semiconductor nanocrystals Compared to phosphors, they can exhibit significantly increased material absorption and, at the same time, have significantly smaller dimensions in the nm range. As a result, increased conversion efficiency can be achieved with a reduced height of the conversion element.
- the optoelectronic component further comprises a filter element on a side of the conversion element facing away from the semiconductor chip.
- the filter element is designed to filter incident electromagnetic radiation.
- the filter element removes selected wavelengths or wavelength ranges, for example those of the primary radiation, from the incident electromagnetic radiation or prevents transmission of these selected wavelengths or wavelength ranges through the filter element.
- the radiation coupled out of the optoelectronic component can then be free of these selected wavelengths or wavelength ranges.
- the filter element is arranged in particular in direct mechanical contact with the conversion element, for example with a radiation exit surface of the conversion element.
- the filter element has a thickness of at least 50 pm, in particular between 50 pm inclusive and 100 pm inclusive.
- a filter element on the conversion element serves to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- the filter element can filter the electromagnetic radiation coupled out of the conversion element and thus reduce a proportion of primary radiation in the radiation coupled out of the optoelectronic component. electromagnetic radiation.
- the color saturation of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component can advantageously be increased, so that a conversion element with a low height can be used.
- the filter element is designed to absorb the primary radiation.
- a filter element can also be referred to as an absorbing filter element or absorption filter.
- the filter element comprises or consists of a material that at least partially, in particular completely, absorbs the primary radiation transmitted through the conversion element.
- the filter element comprises or consists of gallium phosphide.
- Gallium phosphide can absorb radiation in the blue wavelength range and transmit lower-energy radiation, for example radiation in the green wavelength range.
- the filter element absorbs the primary radiation but is permeable to the secondary radiation.
- the filter element absorbs at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation transmitted through the conversion element.
- a filter element that absorbs primary radiation serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. Absorption of primary radiation can reduce or prevent unwanted transmission of primary radiation and increase the color saturation of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component.
- the filter element is designed to reflect the primary radiation and transmit the secondary radiation.
- Such a filter element can also be referred to as a wavelength-selective interference filter.
- the filter element comprises a plurality of layers made of different materials.
- the filter element comprises a layer stack of alternating first and second layers, wherein the first layers comprise a material with a high refractive index and the second layers comprise a material with a low refractive index.
- the first layers can comprise nickel oxide or titanium oxide and the second layers can comprise silicon oxide.
- the filter element is a dielectric mirror such as a Bragg mirror.
- the filter element reflects the primary radiation but is transparent to the secondary radiation.
- the filter element reflects at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation transmitted through the conversion element.
- a filter element that reflects primary radiation and transmits secondary radiation serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. Reflection of the primary radiation can reduce or prevent the undesired transmission of the primary radiation and increase the color saturation of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. In addition, the reflected primary radiation can be available again for conversion in the conversion element, thereby increasing the conversion efficiency of the conversion element. is immediately increased. This also makes the property of the conversion element to completely convert primary radiation on its first pass through the conversion element, and thus the height of the conversion element, less relevant. Furthermore, a filter element designed as a wavelength-selective interference filter can advantageously be non-conductive and non-absorbent, thereby preventing additional heating of the conversion element.
- the optoelectronic component further comprises a mirror layer on a side of the semiconductor chip facing away from an emission surface of the semiconductor chip, wherein the mirror layer is configured to reflect the primary radiation and secondary radiation.
- the mirror layer extends, for example completely, on the side of the semiconductor chip facing away from the emission surface of the semiconductor chip and on a side of the conversion element facing away from the luminous surface of the optoelectronic component.
- the mirror layer comprises a layer made of a metal such as silver or aluminum or a dielectric mirror such as a Bragg mirror.
- the mirror layer can comprise a combination of a layer made of a metal and a dielectric mirror, wherein the dielectric mirror is arranged between the layer made of the metal and the semiconductor chip.
- a mirror layer made of a layer made of a metal and a dielectric mirror can advantageously further increase the reflectivity of the mirror layer.
- the mirror layer reflects the
- the mirror layer reflects at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation and the secondary radiation that impinges on the mirror layer.
- a mirror layer on a side of the semiconductor chip facing away from the emission surface of the semiconductor chip serves to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- the mirror layer reflects the primary radiation and the secondary radiation that does not pass through the conversion element toward the luminous surface of the optoelectronic component.
- secondary radiation reflected by the mirror layer can be coupled out via the luminous surface, increasing the proportion of secondary radiation in the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component.
- the optoelectronic component comprises the mirror layer and the filter element, which is designed to reflect the primary radiation and to transmit the secondary radiation.
- the mirror layer and the filter element in combination serve to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- the secondary radiation reflected at the mirror layer can be coupled out via the luminous surface of the optoelectronic component and the proportion of secondary radiation in the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component can be increased, while the primary radiation is reflected by both the mirror layer and is also reflected by the filter element and can thus pass through the conversion element several times and is repeatedly available for conversion in the conversion element, thereby directly increasing the conversion efficiency of the conversion element.
- the mirror layer and the filter element in combination can thus be used particularly advantageously for conversion elements with low heights.
- the optoelectronic component further comprises a deflecting mirror on a side of the conversion element facing away from the semiconductor chip, wherein the deflecting mirror is configured to reflect the primary radiation.
- the deflecting mirror reflects at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation incident on the deflecting mirror.
- the deflecting mirror can have the same materials and the same structure as the mirror layer.
- the deflecting mirror has a layer made of a metal, in particular with a thickness between 50 nm inclusive and 150 nm inclusive, for example of 100 nm.
- a deflecting mirror serves to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- the deflecting mirror can extend the light path of the primary radiation in the conversion element, thereby increasing the absorption and conversion of the primary radiation in the conversion element.
- the primary radiation is used more efficiently for conversion, and primarily secondary radiation is emitted by the optoelectronic component.
- the deflecting mirror is arranged above an emission surface of the semiconductor chip.
- the deflecting mirror is arranged exclusively above the emission surface of the semiconductor chip.
- the deflecting mirror can extend slightly laterally beyond the emission surface of the semiconductor chip.
- a portion of the side of the conversion element facing away from the semiconductor chip is free of the deflecting mirror.
- the arrangement of the deflecting mirror above the emission surface of the semiconductor chip serves to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- Primary radiation emitted by the semiconductor chip passes through the conversion element mainly on a direct path from the semiconductor chip through the conversion element.
- the deflecting mirror arranged above the emission surface blocks and reflects the primary radiation. This lengthens the light path of the primary radiation and increases the absorption of the primary radiation in the conversion element. As a result, mainly secondary radiation is emitted from the optoelectronic component.
- the primary radiation is reflected at the inclined surface such that a beam path of the reflected primary radiation runs substantially parallel to a main direction of extension of the conversion element.
- this makes it possible to lengthen the light path of the primary radiation in the conversion element and to increase the absorption of the primary radiation.
- the optoelectronic component comprises the mirror layer and the deflecting mirror.
- the mirror layer and the deflecting mirror in combination serve to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- the deflecting mirror can prevent unwanted transmission of primary radiation.
- both the deflecting mirror and the mirror layer lengthen the light path of the primary radiation in the conversion element and thus increase the absorption and conversion of primary radiation.
- the mirror layer can also be used to couple out secondary radiation particularly efficiently. This results in increased conversion efficiency and improved brightness of the optoelectronic component.
- the optoelectronic component further comprises a substrate.
- the substrate can represent the mechanically supporting component of the optoelectronic component.
- the substrate serves for mechanical fastening and/or electrical connection for optical and/or electronic components of the optoelectronic device, for example for the semiconductor chip.
- the substrate comprises or consists of sapphire or a plastic film.
- the substrate is transparent at least to the secondary radiation.
- the substrate transmits at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the secondary radiation.
- the substrate is transparent to the secondary radiation and to the primary radiation.
- the substrate comprises or consists of sapphire or a plastic film.
- a transparent substrate can advantageously be used to couple the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component through the substrate.
- the optoelectronic component further comprises a reflection layer on a side of the conversion element facing away from the semiconductor chip, wherein the reflection layer is configured to reflect at least secondary radiation, and wherein the optoelectronic component is configured to emit secondary radiation through the substrate.
- the reflection layer is arranged on all sides of the conversion element that are free from the substrate.
- the reflection layer reflects at least 90%, in particular 95%, for example 90% of the secondary radiation.
- the reflection layer can be configured to reflect the primary radiation.
- the reflection layer can have the same materials and the same structure as the mirror layer.
- the semiconductor chip emits primary radiation away from the substrate into the conversion element, which is mirrored with a reflective layer.
- the primary radiation is used more efficiently for conversion and mainly secondary radiation is coupled out through the transparent substrate.
- the optoelectronic component can be optically separated from neighboring components by the reflective layer.
- a filter element is arranged between the substrate and the semiconductor chip, the filter element is designed to reflect the primary radiation and to transmit the secondary radiation, and the semiconductor chip is at least partially, in particular completely, transparent to the primary radiation and the secondary radiation.
- the filter element is a wavelength-selective interference filter.
- the partial transparency of the semiconductor chip is achieved in that the chip substrate is transparent to the primary radiation and the secondary radiation.
- the semiconductor chip can also be free of a chip substrate. In this case, too, the semiconductor chip is at least partially transparent to the primary radiation and the secondary radiation.
- This arrangement of the optoelectronic component serves to increase the conversion efficiency of the conversion element.
- the filter element between the substrate and the semiconductor chip reflects primary radiation back into the conversion element.
- secondary radiation can also be coupled out through the semiconductor chip. This can advantageously reduce partial shadowing and improve the lateral homogeneity of the radiation coupled out of the optoelectronic component.
- the size of the optoelectronic component can be reduced.
- an optoelectronic arrangement comprising at least two, in particular a plurality, of optoelectronic components is specified.
- the optoelectronic component described above is suitable and intended for use in the optoelectronic arrangement described here.
- Features and embodiments described in connection with the optoelectronic component also apply to the optoelectronic arrangement, and vice versa.
- the optoelectronic arrangement comprises at least two, in particular a plurality, of optoelectronic components.
- the optoelectronic components each comprise a semiconductor chip which is configured to emit primary radiation, and a conversion element which is configured to convert the primary radiation into secondary radiation, wherein an aspect ratio of a height of the conversion element and an edge length of a luminous surface of the optoelectronic component is at most 1, and wherein the optoelectronic component is configured to increase a conversion efficiency of the conversion element.
- each of the optoelectronic components can comprise any of the above-mentioned have the characteristics specified with the optoelectronic component.
- each of the optoelectronic components of the optoelectronic arrangement emits secondary radiation in the same wavelength range, for example, in the red wavelength range.
- the individual optoelectronic components of the optoelectronic arrangement can each emit secondary radiation with a different wavelength range. For example, one or some of the optoelectronic components emits green secondary radiation, and another or some of the optoelectronic components emits red secondary radiation.
- each of the optoelectronic components forms a pixel of the optoelectronic arrangement.
- the pixels of the optoelectronic arrangement are spaced apart from one another by a distance corresponding to at most three times the size of a pixel, in particular an edge length of a luminous area of an optoelectronic component.
- the optoelectronic components of the optoelectronic arrangement each comprise the reflection layer, and the distance between the pixels corresponds to at most twice the size of a pixel.
- Crosstalk refers to unwanted radiation emission due to the absorption and conversion of radiation from neighboring pixels by a conversion element.
- the primary radiation from one pixel is coupled into the conversion element of a neighboring pixel, absorbed, and converted, resulting in unwanted emission of secondary radiation from the neighboring pixels.
- secondary radiation from one pixel can be coupled into the conversion element of a neighboring pixel, absorbed, and converted, resulting in unwanted emission of secondary radiation from the neighboring pixels.
- a reduction of crosstalk can be achieved by reducing the thickness of the conversion element, which in turn can result in the undesired transmission of primary radiation through the conversion element.
- the most important consideration for achieving efficient conversion in an optoelectronic device with at least two small optoelectronic components is that the color of each pixel has the highest possible color purity and color saturation and a minimum of crosstalk between neighboring pixels.
- the optoelectronic arrangement comprises at least two, in particular a plurality, of optoelectronic components described herein, wherein each of the optoelectronic components forms a pixel of the optoelectronic arrangement.
- One of the ideas behind such an optoelectronic arrangement is to increase the number of pixels on a given area. This can be achieved by reducing the size of the pixels. As a result, smaller optoelectronic components are required.
- filter elements, mirror layers, deflecting mirrors and/or reflection layers increased conversion efficiency and suppression of the transmission of primary radiation can be achieved.
- small, thin and highly pixelated optoelectronic arrangements can be provided.
- the optoelectronic components have a common substrate.
- the optoelectronic components are arranged on the common substrate.
- the optoelectronic components in this case are free of their own substrate.
- the common substrate can be transparent, whereby an arrangement in the reverse beam path can be realized.
- the common substrate is a SmartVis film or a sapphire substrate.
- a common substrate can advantageously serve as a mechanical carrier and/or for electrical contacting for the at least two optoelectronic components.
- the mirror layer extends over the common substrate, in particular completely.
- regions of the substrate between the pixels also have the mirror layer.
- a mirror layer extending over the common substrate can advantageously increase the brightness of the optoelectronic device, which in particular enables the use of the optoelectronic device in taillights or direction indicators.
- the mirror layer is laterally limited to the size of the respective pixel.
- regions of the substrate between the pixels are free of the mirror layer.
- the mirror layers of the optoelectronic components are limited to the luminous area of the respective optoelectronic component.
- a mirror layer laterally limited to the size of the respective pixel can advantageously increase the edge contrast of the individual pixels and reduce crosstalk between the pixels.
- the optoelectronic arrangement is used in display applications and automotive applications.
- the optoelectronic arrangement is used in displays with red and green pixels by conversion, as well as in taillights and direction indicators in automotive applications.
- the optoelectronic arrangement can be used as a pixelated arrangement based on InGaN technology.
- Figures 1, 2A, 2B, 2C, 3A, 4A, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A and 7B each show a schematic sectional view of an optoelectronic component according to various embodiments
- Figure 3B shows a transmission curve of a filter element of an optoelectronic component according to an embodiment
- Figure 4B shows a reflection curve and a transmission curve of a filter element of an optoelectronic component according to one embodiment
- Figures 8A, 8B and 8C each show a schematic sectional view of an optoelectronic arrangement according to various embodiments.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 1 comprises a substrate 2, for example a sapphire substrate or a plastic film.
- a semiconductor chip 3 is arranged on the substrate 2.
- the semiconductor chip comprises a semiconductor layer sequence 31 and a chip substrate 33.
- the semiconductor chip 3 can also be free of a chip substrate 33.
- the semiconductor chip 3 produces a Primary radiation 34, for example in the blue wavelength range, in the semiconductor layer sequence 31.
- the primary radiation 34 is emitted via an emission surface 32 of the semiconductor chip 3.
- the emission surface 32 of the semiconductor chip 3 has an edge length a.
- the edge length a of the semiconductor chip 3 can be between 50 pm and 100 pm, and the semiconductor chip 3 is a mini-LED. Alternatively, the edge length a can be less than 50 pm, for example 20 pm, 10 pm, or 5 pm, and the semiconductor chip 3 is a micro-LED.
- the conversion element 4 absorbs the primary radiation 34 , converts the primary radiation 34 into secondary radiation 42 and emits the secondary radiation 42 .
- the conversion element 4 is designed to convert the primary radiation 34 completely into secondary radiation 42.
- the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 consists essentially of the secondary radiation 42. This means that a proportion of primary radiation 34 in the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 is so small that the primary radiation 34 does not perceptibly influence the color impression of the emitted electromagnetic radiation.
- the conversion element 4 can additionally cover the side surfaces of the semiconductor chip 3. In this case, the conversion element 4 can be larger than the semiconductor chip 3, for example twice as large, three times as large, or four times as large. In regions adjacent to the semiconductor chip 3, the conversion element has a thickness y.
- the thickness y is composed of the height x of the conversion element 4 on the semiconductor chip 3 and the height of the semiconductor chip 3.
- the secondary radiation 42 is coupled out of the optoelectronic component 1 via a radiation exit surface of the conversion element 4.
- the radiation exit surface of the conversion element 4 is the luminous surface 11 of the optoelectronic component 1.
- the luminous surface 11 has the edge length z.
- An aspect ratio of the optoelectronic component is at most 1, in particular at most 0.2, for example at most 0.1.
- the aspect ratio is calculated from the height x of the conversion element 4 and the edge length z of the luminous surface 11 of the optoelectronic component 1.
- the optoelectronic component 1 is designed to increase a conversion efficiency of the conversion element 4.
- a key aspect here is that the undesired transmission of primary radiation 34 through the conversion element 4 and thus a coupling-out of primary radiation 34 via the luminous surface 11 of the optoelectronic component 1 is prevented.
- the optoelectronic components 1 of the embodiments of Figures 2A, 2B and 2C essentially correspond to the embodiment shown in Figure 1.
- the embodiments of Figures 2A, 2B and 2C illustrate a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 based on the grain size of the conversion material 41.
- Figure 2A shows a conversion element 4 made of a conversion material 41 with a grain size of at most 10 pm.
- the conversion element 4 has a height xl above the semiconductor chip 3.
- the grain size of the conversion material 41 is reduced compared to the conversion material 41 of the conversion element 4 of Figure 2A.
- the grain size of the conversion material 41 is further reduced compared to the conversion material 41 of the conversion element in Figures 2A and 2B.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 3A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 1.
- the embodiment of Figure 3A illustrates a means for increasing the Conversion efficiency of the conversion element 4 using a filter element 5.
- the filter element 5 is arranged on a side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3.
- the filter element 5 is designed to absorb primary radiation 34 and transmit secondary radiation 42. In other words, the filter element 5 reduces or prevents the unwanted transmission of primary radiation 34 through the conversion element 4.
- This is shown in Figure 3B using a transmission curve of the material of the filter element 5.
- the transmission T is plotted as a function of the wavelength X of the incident electromagnetic radiation. Electromagnetic radiation in the short-wave wavelength range is not transmitted, whereas radiation in the long-wave wavelength range is transmitted.
- the filter element 5 can also be referred to as an absorption filter or absorbing filter element.
- the filter element 5 comprises or consists of gallium phosphide.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 4A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 3A.
- the embodiment of Figure 4A also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a filter element 5.
- the filter element 5 of Figure 4A is designed to reflect primary radiation 34 and transmit secondary radiation 42.
- the filter element 5 reduces or prevents the undesired transmission of primary radiation 34 through the conversion element 4.
- This is shown in Figure 4B using a reflection curve 4-1 and a transmission curve 4-2 of the material of the filter element 5.
- the Intensity as a function of the wavelength X of the incident electromagnetic radiation.
- Electromagnetic radiation in the short-wave wavelength range has a high reflectivity (reflection curve 4-1) and a low transmission (transmission curve 4-2), whereas radiation in the long-wave wavelength range has a low reflectivity (reflection curve 4-1) and a high transmission (transmission 4-2).
- the reflected primary radiation 34 can pass through the conversion element 4 again and can be converted into secondary radiation 42.
- the filter element 5 can also be referred to as a wavelength-selective interference filter.
- the filter element 5 can be a dielectric mirror, for example a Bragg mirror.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 5A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 1.
- the embodiment of Figure 5A illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a mirror layer 6.
- the mirror layer 6 is arranged on the side of the semiconductor chip 3 facing away from the emission surface 32.
- the mirror layer 6 is arranged between the semiconductor chip 3, in particular the chip substrate 33, and substrate 2, as well as between the conversion element 4 and substrate 2.
- the mirror layer 6 can be a layer made of a metal or a dielectric mirror.
- the mirror layer can comprise a combination of a layer made of a metal and a dielectric mirror, wherein the dielectric mirror is arranged between the layer made of the metal and the semiconductor chip 3.
- the mirror layer 6 is designed to reflect the primary radiation 34 and to reflect the secondary radiation 42.
- the reflected primary radiation 34 can then be made available for conversion again.
- the coupling out of the secondary radiation 42 from the optoelectronic component 1 can be improved due to the reflection of secondary radiation 42 at the mirror layer 6.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment in Figure 5B essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 5A.
- the embodiment in Figure 5B likewise illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a combination of the mirror layer 6 and a filter element 5.
- the filter element 5 is a filter element described in connection with Figures 4A and 4B. Due to the combination of the mirror layer 6 and the filter element 5, the primary radiation 34 repeatedly passes through the conversion element 4, thereby increasing the conversion efficiency of the conversion element 4.
- secondary radiation 42 which is emitted in the direction of the substrate 2 after the conversion, is reflected by the mirror layer 6 and coupled out via the filter element 5. As a result, the proportion of coupled-out secondary radiation 42 can be increased.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 6A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 5A.
- the embodiment of Figure 6A also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a combination of the mirror layer 6 and a deflection mirror 7.
- the deflection mirror 7 is arranged on the side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3, in particular above the emission surface 32 of the semiconductor chip 3. arranged.
- the deflecting mirror 7 is designed to reflect the primary radiation 34.
- the primary radiation 34 emitted by the semiconductor chip 3 passes through the conversion element mainly on a direct path from the emission surface 32 to the side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3.
- the primary radiation 34 is reflected by the deflecting mirror 7 before leaving the conversion element 4 and thrown back into the conversion element 4. This lengthens the light path of the primary radiation 34 and increases the absorption of primary radiation 34 in the conversion element 4.
- secondary radiation 42 which is emitted in the direction of the substrate 2 after the conversion, is reflected by the mirror layer 6 and coupled out via the luminous surface 11. This makes it possible to increase the proportion of coupled-out secondary radiation 42.
- the side of the deflecting mirror 7 facing the semiconductor chip 3 has a planar surface 71.
- the primary radiation 34 is reflected at the planar surface 71 such that a beam path of the reflected primary radiation 34 is guided substantially in the direction of the substrate 2.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 6B essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 6A.
- the embodiment of Figure 6B also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 by means of the combination of the mirror layer and the deflecting mirror 7.
- the embodiment of Figure 6B differs from the embodiment of Figure 6A only in that the side of the deflecting mirror 7 facing the semiconductor chip 3 at least one inclined surface 72, for example two inclined surfaces 72.
- the primary radiation 34 is reflected at the inclined surface 72 in such a way that a beam path of the reflected primary radiation 34 runs substantially parallel to a main extension direction of the conversion element 4.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 7A illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using an arrangement in the reverse beam path.
- the optoelectronic component has a substrate 2 that is transparent to at least the secondary radiation 42.
- a reflection layer 8 is arranged on the side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3.
- the reflection layer 8 can be arranged such that all sides of the conversion element 4 that are free of the substrate 2 are covered by the reflection layer.
- the reflection layer 8 is designed to reflect at least the secondary radiation 42.
- the semiconductor chip 3 thus emits primary radiation 34 into the conversion element 4 mirrored with the reflection layer 8, and the secondary radiation 42 is coupled out of the optoelectronic component 1 through the transparent substrate 2.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 7B essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 7A.
- the embodiment of Figure 7B also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using an arrangement in the reversed beam path.
- the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 7B shows a filter element 5 which is arranged between the semiconductor chip 3 and the substrate 2 and between the conversion element 4 and the substrate 2.
- the filter element 5 is a filter element described in connection with Figures 4A and 4B.
- the semiconductor chip 3 is at least partially transparent to the primary radiation 34 and the secondary radiation 42.
- the chip substrate 33 is transparent or the semiconductor chip 3 does not have a chip substrate 33.
- secondary radiation 42 can also be coupled out through the surface of the semiconductor chip 3, while the primary radiation 34 can pass through the conversion element 4 several times, thus increasing the conversion efficiency.
- An embodiment of the optoelectronic component 1 according to the embodiment of Figure 7B reduces partial shadowing and improves lateral homogeneity of the secondary radiation 42. At the same time, this embodiment also allows a reduction in the size of the optoelectronic component 1.
- the optoelectronic arrangement 10 of the embodiment of Figure 8A has two optoelectronic components 1 as described in connection with Figure 1.
- the optoelectronic arrangement 10 can have a plurality of optoelectronic components 1.
- the optoelectronic components 1 of the embodiment of Figure 8A can additionally have the means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4, as described in connection with Figures 2A-C, 3A-B, 4A-B, 5A-B and 6A-B.
- the optoelectronic components 1 are arranged on a common substrate 2.
- the optoelectronic components 1 form pixels 110 of the optoelectronic arrangement 10.
- the respective pixels 110 have a distance b from one another, which in From the embodiment of Figure 8A corresponds to three times the size of an optoelectronic component 1, in particular three times the edge length a of the luminous surface 11.
- the optoelectronic arrangement 10 of the embodiment of Figure 8C essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 8B.
- the optoelectronic components of the embodiment of Figure 8C are described in conjunction with Figure 7B.
- the distance b between the optoelectronic components 1 can correspond to at most twice the size of an optoelectronic component 1, in particular at most twice the edge length a of the luminous surface 11.
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Abstract
Description
Beschreibung Description
OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND OPTOELEKTRONISCHE ANORDNUNG OPTOELECTRONIC COMPONENT AND OPTOELECTRONIC ARRANGEMENT
Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben . Ferner wird eine optoelektronische Anordnung angegeben . An optoelectronic component is specified. Furthermore, an optoelectronic arrangement is specified.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement mit einer erhöhten Ef fi zienz anzugeben . Eine weitere Aufgabe ist , eine optoelektronische Anordnung mit einer erhöhten Ef fi zienz bereitzustellen . One problem to be solved is to provide an optoelectronic component with increased efficiency. Another problem is to provide an optoelectronic arrangement with increased efficiency.
Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben . Bei dem optoelektronisches Bauelement handelt es sich beispielsweise um ein strahlungsaussendendes optoelektronisches Bauelement . Das optoelektronische Bauelement erzeugt im Betrieb elektromagnetische Strahlung, insbesondere elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Wellenlängenbereich zwischen UV-Strahlung und Infrarotstrahlung, beispielsweise im grünen, im gelben, im gelb-orangefarbenen, im roten und/oder im infraroten Wellenlängenbereich . Das optoelektronische Bauelement weist zumindest ein Bauteil , insbesondere mehrere Bauteile , auf oder setzt sich daraus zusammen . An optoelectronic component is specified. The optoelectronic component is, for example, a radiation-emitting optoelectronic component. During operation, the optoelectronic component generates electromagnetic radiation, in particular electromagnetic radiation with a wavelength in the wavelength range between UV radiation and infrared radiation, for example in the green, yellow, yellow-orange, red and/or infrared wavelength range. The optoelectronic component has at least one component, in particular a plurality of components, or is composed thereof.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement einen Halbleiterchip, der dazu eingerichtet ist , eine Primärstrahlung zu emittieren . Der Halbleiterchip kann eine aktive Halbleiterschichtenfolge umfassen, die einen aktiven Bereich enthält , der im Betrieb des optoelektronischen Bauelements die Primärstrahlung erzeugen kann . Primärstrahlung bezeichnet hier und im Folgenden elektromagnetische Strahlung einer ersten Wellenlänge oder eines ersten Wellenlängenbereichs , die von dem Halbleiterchip emittiert wird . Der Halbleiterchip ist beispielsweise ein Leuchtdiodenchip oder ein Laserdiodenchip . Beispielsweise emittiert der Halbleiterchip blaue Primärstrahlung . Beispielsweise weist die Primärstrahlung eine Wellenlänge von 450 nm auf . According to at least one embodiment, the optoelectronic component comprises a semiconductor chip configured to emit primary radiation. The semiconductor chip may comprise an active semiconductor layer sequence containing an active region that can generate the primary radiation during operation of the optoelectronic component. Primary radiation refers here and below to electromagnetic radiation of a first Wavelength or a first wavelength range emitted by the semiconductor chip. The semiconductor chip is, for example, a light-emitting diode chip or a laser diode chip. For example, the semiconductor chip emits blue primary radiation. For example, the primary radiation has a wavelength of 450 nm.
Insbesondere umfasst der Halbleiterchip die Halbleiterschichtenfolge , Passivierungsschichten und Kontakte oder besteht daraus . Mit anderen Worten ist der zumindest eine Halbleiterchip keine Baugruppe ( engl . package ) , sondern der reine Halbleiterchip . Zusätzlich kann der Halbleiterchip ein Chipsubstrat aufweisen . In diesem Fall ist die aktive Halbleiterschichtenfolge auf dem Chipsubstrat angeordnet . Beispielsweise umfasst oder besteht das Chipsubstrat aus Saphir . In particular, the semiconductor chip comprises or consists of the semiconductor layer sequence, passivation layers and contacts. In other words, the at least one semiconductor chip is not a package, but rather the pure semiconductor chip. In addition, the semiconductor chip can have a chip substrate. In this case, the active semiconductor layer sequence is arranged on the chip substrate. For example, the chip substrate comprises or consists of sapphire.
Insbesondere emittiert der Halbleiterchip die Primärstrahlung über eine Emissions fläche . Die Emissions fläche kann auch als Leuchtfläche des Halbleiterchips bezeichnet werden . Beispielsweise ist die Emissions fläche eine Fläche einer äußeren Schicht der Halbleiterschichtenfolge , insbesondere eine von dem Chipsubstrat abgewandte Fläche der Halbleiterschichtenfolge . Die Emissions fläche kann eine Kantenlänge aufweisen . Die Kantenlänge der Emissions fläche kann der Kantenlänge des Halbleiterchips entsprechen . In particular, the semiconductor chip emits the primary radiation via an emission surface. The emission surface can also be referred to as the luminous surface of the semiconductor chip. For example, the emission surface is a surface of an outer layer of the semiconductor layer sequence, in particular a surface of the semiconductor layer sequence facing away from the chip substrate. The emission surface can have an edge length. The edge length of the emission surface can correspond to the edge length of the semiconductor chip.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ein Konversionselement , das dazu eingerichtet ist , die Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren . Sekundärstrahlung bezeichnet hier und im Folgenden elektromagnetische Strahlung einer zweiten Wellenlänge oder eines zweiten Wellenlängenbereichs , die im Konversionselement durch Konversion von Primärstrahlung in Sekundärstrahlung erzeugt und vom optoelektronische Bauelement emittiert wird . Mit anderen Worten konvertiert das Konversionselement elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs . Der erste Wellenlängenbereich unterscheidet sich zum Beispiel zumindest teilweise vom zweiten Wellenlängenbereich . Beispielsweise umfasst der zweite Wellenlängenbereich Wellenlängen, die im Vergleich zu den Wellenlängen des ersten Wellenlängenbereichs eine geringere Energie aufweisen . According to at least one embodiment, the optoelectronic component comprises a conversion element which is designed to convert the primary radiation into secondary radiation. Secondary radiation refers here and below to electromagnetic radiation of a second wavelength or a second Wavelength range that is generated in the conversion element by converting primary radiation into secondary radiation and emitted by the optoelectronic component. In other words, the conversion element converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of the second wavelength range. The first wavelength range differs, for example, at least partially from the second wavelength range. For example, the second wavelength range comprises wavelengths that have lower energy than the wavelengths of the first wavelength range.
Insbesondere konvertiert das Konversionselement die Primärstrahlung vollständig in Sekundärstrahlung . Bei einer Vollkonversion wird keine Primärstrahlung durch die Konversionsschicht transmittiert . „Keine" meint in diesem Zusammenhang, dass so wenig Primärstrahlung transmittiert wird, dass sie nicht mehr wahrnehmbar die von dem optoelektronische Bauelement emittierte elektromagnetische Strahlung beeinflusst . Beispielsweise wird höchstens 10 % , insbesondere höchstens 5 % , beispielsweise höchstens 1 % der Primärstrahlung durch das Konversionselement transmittiert . Das optoelektronische Bauelement emittiert dann im Betrieb lediglich die Sekundärstrahlung . Beispielsweise emittiert das optoelektronische Bauelement grüne , gelbe , rote oder infrarote elektromagnetische Strahlung ohne Blauanteil . In particular, the conversion element converts the primary radiation completely into secondary radiation. In the case of full conversion, no primary radiation is transmitted through the conversion layer. In this context, “none” means that so little primary radiation is transmitted that it no longer perceptibly influences the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. For example, a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, for example a maximum of 1% of the primary radiation is transmitted through the conversion element. The optoelectronic component then only emits the secondary radiation during operation. For example, the optoelectronic component emits green, yellow, red or infrared electromagnetic radiation without any blue component.
Insbesondere ist das Konversionselement ein den Halbleiterchip umgebendes Konversionselement . Beispielsweise ist das Konversionselement so angeordnet , dass es eine Hauptfläche , insbesondere die Emissions fläche , des Halbleiterchips , insbesondere vollständig, bedeckt . Zusätzlich kann das Konversionselement die Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge , insbesondere vollständig, bedecken . In diesem Fall kann das Konversionselement größer als der Halbleiterchip sein, beispielsweise zweimal so groß , dreimal so groß oder viermal so groß . Mit anderen Worten ist eine Hauptabstrahl fläche des Konversionselements in Draufsicht zweimal so groß , dreimal so groß oder viermal so groß wie die Emissions fläche des Halbleiterchips . Das Konversionselement kann dann eine Höhe über dem Halbleiterchip und eine Dicke in lateralen Bereichen neben dem Halbleiterchip aufweisen . Hierbei ist zu beachten, dass die Dicke des Konversionselements der Höhe des Konversionselements auf dem Halbleiterchip und der Höhe des Halbleiterchips entspricht . In particular, the conversion element is a conversion element surrounding the semiconductor chip. For example, the conversion element is arranged such that it covers a main surface, in particular the emission surface, of the semiconductor chip, in particular completely. In addition, the conversion element can cover the side surfaces of the semiconductor layer sequence, in particular completely. In this case, the conversion element can be larger than the semiconductor chip, for example twice as large, three times as large or four times as large. In other words, a main emission surface of the conversion element in plan view is twice as large, three times as large or four times as large as the emission surface of the semiconductor chip. The conversion element can then have a height above the semiconductor chip and a thickness in lateral regions next to the semiconductor chip. It should be noted here that the thickness of the conversion element corresponds to the height of the conversion element on the semiconductor chip and the height of the semiconductor chip.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form beträgt ein Aspektverhältnis aus einer Höhe des Konversionselements auf dem Halbleiterchip und einer Kantenlänge einer Leuchtfläche des optoelektronischen Bauelements höchstens 1 . Hier im Folgenden wird unter der Leuchtfläche des optoelektronischen Bauelements eine Fläche des optoelektronische Bauelements verstanden, die dazu eingerichtet ist , die im Konversionselement erzeugte Sekundärstrahlung aus zukoppeln . Insbesondere ist die Leuchtfläche des optoelektronische Bauelement eine sich senkrecht zur Höhe des Konversionselements erstreckende Hauptfläche des optoelektronische Bauelements , beispielsweise des Konversionselements . According to at least one embodiment, an aspect ratio of a height of the conversion element on the semiconductor chip and an edge length of a luminous area of the optoelectronic component is at most 1. Hereinafter, the luminous area of the optoelectronic component is understood to mean an area of the optoelectronic component that is configured to couple out the secondary radiation generated in the conversion element. In particular, the luminous area of the optoelectronic component is a main area of the optoelectronic component, for example of the conversion element, that extends perpendicular to the height of the conversion element.
Ein Aspektverhältnis von höchstens 1 bedeutet insbesondere , dass das Konversionselement auf dem Halbleiterchip maximal genauso hoch ist wie die Leuchtfläche breit . Insbesondere beträgt das Aspektverhältnis höchstens 0 , 5 , beispielsweise 0 , 2 oder 0 , 1 . Mit anderen Worten ist das Konversionselement insbesondere dünner als die Leuchtfläche breit ist . An aspect ratio of at most 1 means in particular that the conversion element on the semiconductor chip is at most as high as the luminous area is wide. In particular, the aspect ratio is at most 0.5, for example 0.2 or 0.1. In other words, the conversion element is thinner than the luminous surface is wide.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das optoelektronische Bauelement dazu eingerichtet , eine Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Insbesondere ist das optoelektronische Bauelement dazu eingerichtet , eine Konversionsef fi zienz des Konversionselements bei abnehmender Höhe der Konversionsschicht auf recht zuerhalten oder zu erhöhen . Die Konversionsef fi zienz des Konversionselements ist ein Maß für den Anteil der in Sekundärstrahlung konvertierten Primärstrahlung . Je mehr Primärstrahlung in Sekundärstrahlung konvertiert wird, desto höher die Konversionsef fi zienz des Konversionselements . Die Konversionsef fi zienz des Konversionselements kann als Prozentsatz der als Sekundärstrahlung aus dem optoelektronische Bauelement ausgekoppelten elektromagnetischer Strahlung ausgedrückt werden . Alternativ kann die Konversionsef fi zienz des optoelektronischen Bauelements über die Farbsättigung der ausgekoppelten elektromagnetische Strahlung ausgedrückt werden . Je größer die Farbsättigung, desto höher die Konversionsef fi zienz des Konversionselements . According to at least one embodiment, the optoelectronic component is designed to increase a conversion efficiency of the conversion element. In particular, the optoelectronic component is designed to maintain or increase a conversion efficiency of the conversion element as the height of the conversion layer decreases. The conversion efficiency of the conversion element is a measure of the proportion of primary radiation converted into secondary radiation. The more primary radiation is converted into secondary radiation, the higher the conversion efficiency of the conversion element. The conversion efficiency of the conversion element can be expressed as a percentage of the electromagnetic radiation coupled out of the optoelectronic component as secondary radiation. Alternatively, the conversion efficiency of the optoelectronic component can be expressed via the color saturation of the coupled-out electromagnetic radiation. The greater the color saturation, the higher the conversion efficiency of the conversion element.
Insbesondere ist die Reduzierung von ungewollter Transmission von Primärstrahlung durch das Konversionselement ein Kernaspekt zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz , beispielsweise für dünne Konversionselemente . In particular, the reduction of unwanted transmission of primary radiation through the conversion element is a key aspect for increasing the conversion efficiency, for example for thin conversion elements.
Eine unerwünschte Transmission von Primärstrahlung durch das Konversionselement kann durch eine Verringerung der Höhe der Konversionselemente verursacht werden . Ein dünnes Konversionselement kann die Absorption der Primärstrahlung verringern und somit eine vollständige Konversion verhindern . Alles unter 100% Absorption von Primärstrahlung führt zu einer unerwünschten Transmission von Primärstrahlung, die die Konversionsef fi zienz des Konversionselements und somit die Farbreinheit und die Farbsättigung des optoelektronische Bauelement verringert . An undesired transmission of primary radiation through the conversion element can be caused by a reduction in the height of the conversion elements. A thin conversion element can increase the absorption of primary radiation and thus prevent complete conversion. Anything below 100% absorption of primary radiation leads to undesirable transmission of primary radiation, which reduces the conversion efficiency of the conversion element and thus the color purity and color saturation of the optoelectronic component.
Daher ist die wichtigste Überlegung zur Erzielung einer erhöhten Konversionsef fi zienz , dass die Farbe des optoelektronischen Bauelements die höchstmögliche Farbreinheit und Farbsättigung aufweist . Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz sind somit die Erhöhung der Absorption von Primärstrahlung im Konversionselement und/oder die Verringerung der unerwünschten Transmission von Primärstrahlung durch das Konversionselements . Therefore, the most important consideration for achieving increased conversion efficiency is that the color of the optoelectronic component has the highest possible color purity and color saturation. Means of increasing conversion efficiency are thus increasing the absorption of primary radiation in the conversion element and/or reducing the unwanted transmission of primary radiation through the conversion element.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ein Halbleiterchip, der dazu eingerichtet ist , eine Primärstrahlung zu emittieren, und ein Konversionselement , das dazu eingerichtet ist , die Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei ein Aspektverhältnis aus einer Höhe des Konversionselements und einer Kantenlänge einer Leuchtfläche des optoelektronische Bauelement höchstens 1 beträgt , und wobei das optoelektronische Bauelement dazu eingerichtet ist eine Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . According to at least one embodiment, the optoelectronic component comprises a semiconductor chip which is configured to emit primary radiation, and a conversion element which is configured to convert the primary radiation into secondary radiation, wherein an aspect ratio of a height of the conversion element and an edge length of a luminous surface of the optoelectronic component is at most 1, and wherein the optoelectronic component is configured to increase a conversion efficiency of the conversion element.
Einem solchen optoelektronischen Bauelement liegt unter anderem die Idee zugrunde , eine Vollkonversion von Primärstrahlung in Sekundärstrahlung bei verringerter Höhe des Konversionselements zu gewährleisten . Ein Konversionselement mit einem Aspektverhältnis von höchstens 1 besitzt eine an die lateralen Ausdehnungen angepasste Höhe des Konversionselements , was zu einer vereinfachten Verarbeitung bei der Strukturierung und zu einer verbesserten Entwarnung der Konversionswärme aus dem optoelektronischen Bauelement führt . Um einer daraus resultierenden Reduzierung der Farbsättigung durch die geringere Absorption von blauem Licht entgegenzuwirken, wird die Konversionsef fi zienz des Konversionselements erhöht , beispielsweise durch eine Erhöhung der Absorption der Primärstrahlung und/oder einer Verringerung der unerwünschten Transmission von Primärstrahlung durch das Konversionselement . Dadurch kann vorteilhafterweise ein ef fi zientes optoelektronisches Bauelement für Anwendungen mit beschränken lateralen Ausdehnungen bereitgestellt werden . One of the ideas underlying such an optoelectronic component is to ensure full conversion of primary radiation into secondary radiation with a reduced height of the conversion element. A conversion element with an aspect ratio of at most 1 has a height adapted to the lateral dimensions of the conversion element, which leads to simplified processing during structuring and to improved dissipation of the conversion heat from the optoelectronic component. In order to counteract a resulting reduction in color saturation due to the lower absorption of blue light, the conversion efficiency of the conversion element is increased, for example by increasing the absorption of the primary radiation and/or reducing the unwanted transmission of primary radiation through the conversion element. This advantageously makes it possible to provide an efficient optoelectronic component for applications with limited lateral dimensions.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das Konversionselement eine Höhe von höchstens 100 pm, insbesondere von höchstens 50 pm, beispielsweise von höchstens 20 pm oder höchstens 10 pm oder höchstens 5 pm, auf . Insbesondere ist die Höhe des Konversionselements abhängig von den lateralen Ausdehnungen des optoelektronischen Bauelements , insbesondere der Leuchtfläche des optoelektronische Bauelement . Die Höhe des Konversionselements wird insbesondere so gewählt , dass das Aspektverhältnis höchstens 1 , insbesondere höchstens 0 , 2 , beispielsweise höchstens 0 , 1 , beträgt . Ein Konversionselement der Höhe von höchstens 100 pm kann vorteilhafterweise ein geringeres Aspektverhältnis und dadurch eine bessere Strukturierbarkeit sowie eine verbesserte Entwärmung der Konversionswärme aufweisen . According to at least one embodiment, the conversion element has a height of at most 100 pm, in particular of at most 50 pm, for example of at most 20 pm or at most 10 pm or at most 5 pm. In particular, the height of the conversion element depends on the lateral dimensions of the optoelectronic component, in particular of the luminous surface of the optoelectronic component. The height of the conversion element is in particular selected such that the aspect ratio is at most 1, in particular at most 0.2, for example at most 0.1. A conversion element with a height of at most 100 pm can advantageously have a lower aspect ratio and thus better structuring ability and improved dissipation of the conversion heat.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Halbleiterchip eine Mini-LED oder eine Mikro-LED . Hier und im Folgenden wird unter LED eine Leuchtdiode ( engl . „light-emitting diode" ) verstanden . According to at least one embodiment, the semiconductor chip is a mini-LED or a micro-LED. Here and in the following, LED means a light-emitting diode.
Mini-LEDs können eine Breite , eine Länge , eine Dicke und/oder einen Durchmesser kleiner als oder gleich 100 gm und größer als oder gleich 50 gm aufweisen . Insbesondere weisen MiniLEDs , beispielsweise rechteckige Mini-LEDs , eine Kantenlänge , insbesondere in Draufsicht auf die Schichten des Schichtstapels , einer Leuchtfläche kleiner als oder gleich 100 gm und größer als oder gleich 50 gm auf . Eine Mini-LED ist beispielsweise eine Leuchtdiode , bei der ein Aufwachssubstrat entfernt ist , so dass eine Dicke der MikroLED beispielsweise im Bereich von 1 , 5 gm einschließlich bis 50 gm einschließlich liegt . Mini-LEDs can have a width, a length, a thickness and/or a diameter less than or equal to 100 gm and greater than or equal to 50 gm. In particular, mini-LEDs, for example rectangular mini-LEDs, have an edge length, in particular in plan view of the layers of the layer stack, of a luminous area less than or equal to 100 gm and greater than or equal to 50 gm. A mini-LED is, for example, a light-emitting diode in which a growth substrate has been removed, so that a thickness of the micro-LED is, for example, in the range from 1.5 gm inclusive to 50 gm inclusive.
Mikro-LEDs können eine Breite , eine Länge , eine Dicke und/oder einen Durchmesser kleiner als oder gleich 50 gm, insbesondere kleiner als oder gleich 20 gm aufweisen, beispielsweise von 20 gm oder 10 gm oder 5 gm . Insbesondere weisen Mikro-LEDs , beispielsweise rechteckige Mikro-LEDs , eine Kantenlänge , insbesondere in Draufsicht auf die Schichten des Schichtstapels , einer Leuchtfläche kleiner als oder gleich 50 gm, insbesondere kleiner als oder gleich 20 gm auf , beispielsweise von 20 gm oder 10 gm oder 5 gm . Eine Mikro-LED ist beispielsweise eine Leuchtdiode , bei der ein Aufwachssubstrat entfernt ist , so dass eine Dicke der MikroLED beispielsweise im Bereich von 1 , 5 gm einschließlich bis 10 gm einschließlich liegt . Micro-LEDs can have a width, a length, a thickness and/or a diameter of less than or equal to 50 gm, in particular less than or equal to 20 gm, for example of 20 gm or 10 gm or 5 gm. In particular, micro-LEDs, for example rectangular micro-LEDs, have an edge length, in particular in plan view of the layers of the layer stack, of a luminous area of less than or equal to 50 gm, in particular less than or equal to 20 gm, for example of 20 gm or 10 gm or 5 gm. A micro-LED is, for example, a light-emitting diode in which a growth substrate has been removed, so that a thickness of the microLED is, for example, in the range from 1.5 gm inclusive to 10 gm inclusive.
Mini-LEDs und Mikro-LEDs weisen eine geringe laterale Ausdehnung auf und können somit vorteilhafterweise in optoelektronische Bauelement für Anwendungen mit beschränken lateralen Ausdehnungen eingesetzt werden . Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Halbleiterchip ein InGaN-Halbleiterchip . Insbesondere ist der Halbleiterchip ein InGaN-Halbleiterchip, der eine Primärstrahlung im blauen Wellenlängenbereich, beispielsweise von 450 nm, emittiert . Ein InGaN-Halbleiterchip kann vorteilhafterweise kostengünstig bereitgestellt werden . Mini-LEDs and micro-LEDs have a small lateral dimension and can therefore be advantageously used in optoelectronic components for applications with limited lateral dimensions. According to at least one embodiment, the semiconductor chip is an InGaN semiconductor chip. In particular, the semiconductor chip is an InGaN semiconductor chip that emits primary radiation in the blue wavelength range, for example, 450 nm. An InGaN semiconductor chip can advantageously be provided cost-effectively.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form emittiert das optoelektronische Bauelement im Betrieb Sekundärstrahlung mit einer Farbsättigung von zumindest 95 % , insbesondere von zumindest 98 % . Als Farbsättigung wird ein Messwert für die Intensität und die Reinheit eines Farbtons im Vergleich zu einem ungesättigten Farbton bezeichnet . Beispielsweise sind Spektral farben Farben mit maximaler Farbsättigung . Insbesondere weist die vom optoelektronische Bauelement emittierte elektromagnetische Strahlung eine Farbsättigung von zumindest 95 % , insbesondere von zumindest 98 % auf . Die Farbsättigung kann größer als 98 % sein, beispielsweise 99 % oder 99 , 5 % . Im Allgemeinen ist eine Farbsättigung von 95 % bis 98 % ausreichend und eine Erhöhung der Farbsättigung darüber hinaus beeinflusst das von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Licht nicht mehr wahrnehmbar . Mit einer Farbsättigung von zumindest 95 % kann das optoelektronische Bauelement vorteilhafterweise in Anwendungen eingesetzt werden, die entsprechende Vorgaben zur Farbsättigung besitzen, beispielsweise Automotive-Anwendungen wie Rücklichter oder Fahrtrichtungsanzeiger . According to at least one embodiment, the optoelectronic component emits secondary radiation with a color saturation of at least 95%, in particular of at least 98%, during operation. Color saturation is a measured value for the intensity and purity of a color tone compared to an unsaturated color tone. For example, spectral colors are colors with maximum color saturation. In particular, the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component has a color saturation of at least 95%, in particular of at least 98%. The color saturation can be greater than 98%, for example 99% or 99.5%. In general, a color saturation of 95% to 98% is sufficient, and an increase in the color saturation beyond this no longer perceptibly influences the light emitted by the optoelectronic component. With a color saturation of at least 95%, the optoelectronic component can advantageously be used in applications that have corresponding color saturation specifications, for example automotive applications such as taillights or direction indicators.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das Konversionselement ein Konversionsmaterial oder besteht daraus . Insbesondere wird die Fähigkeit des Konversionselements , Primärstrahlung in Sekundärstrahlung zu konvertieren, dem Konversionsmaterial zugeschrieben . Beispielsweise liegt das Konversionsmaterial im Konversionselement in Form von Partikeln vor . Das Konversionselement kann aus Partikeln des Konversionsmaterials , beispielsweise in Form einer Keramik, bestehen . Alternativ können die Partikel in einem Matrixmaterial , beispielsweise einem Polymer wie Silikon, dispergiert sein . Alternativ können die Partikel als dichte Packung angeordnet sein und durch das Matrixmaterial zusammengehalten werden . Insbesondere ist es hierbei vorteilhaft , möglichst wenig Matrixmaterial zu verwenden, um die Höhe des Konversionselements so gering wie möglich zu halten . According to at least one embodiment, the conversion element comprises or consists of a conversion material. In particular, the ability of the conversion element to convert primary radiation into secondary radiation convert, attributed to the conversion material . For example, the conversion material in the conversion element is in the form of particles . The conversion element can consist of particles of the conversion material , for example in the form of a ceramic . Alternatively, the particles can be dispersed in a matrix material , for example a polymer such as silicone . Alternatively, the particles can be arranged as a dense pack and held together by the matrix material . In particular, it is advantageous here to use as little matrix material as possible in order to keep the height of the conversion element as low as possible .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das Konversionsmaterial einen Leuchtstof f . Insbesondere ist der Leuchtstof f ein anorganischer Leuchtstof f . According to at least one embodiment, the conversion material comprises a phosphor. In particular, the phosphor is an inorganic phosphor.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist der Leuchtstof f Korngrößen von höchstens 10 pm, insbesondere von höchstens 5 pm, beispielsweise von 1 pm, auf . Hier und im Folgenden wird unter der Korngröße eines Leuchtstof fs insbesondere ein Durchmesser eines Leuchtstof fpartikels verstanden . Beispielsweise weist der Leuchtstof f Korngrößen von zumindest 1 pm auf . According to at least one embodiment, the phosphor has grain sizes of at most 10 pm, in particular of at most 5 pm, for example of 1 pm. Here and below, the grain size of a phosphor is understood to mean, in particular, a diameter of a phosphor particle. For example, the phosphor has grain sizes of at least 1 pm.
Insbesondere dient der Leuchtstof f aufweisend Korngrößen von höchstens 10 pm dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Durch gegenüber gewöhnlich verwendeten Korngrößen von 20 pm verringerte Korngrößen kann die Absorption pro Leuchtstof fpartikel erhöht sein . Als Folge wird die Primärstrahlung ef fi zienter zur Konversion genutzt . Gleichzeitig kann die Streuung innerhalb des Konversionselements ansteigen, sodass eine mittlere Weglänge der Primärstrahlung im Konversionselement zunehmen kann . Als Folge davon kann eine vergleichbare oder erhöhte Konversionsef fi zienz bei verringerter Höhe des Konversionselements erreicht werden . Beispielsweise ist es möglich, dass durch eine Reduzierung der Korngröße um 70 % eine Reduzierung der Höhe des Konversionselements von 50 % erreicht wird . In particular, the phosphor having a particle size of 10 pm or less serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. By reducing the particle size compared to the commonly used 20 pm, the absorption per phosphor particle can be increased. As a result, the primary radiation is used more efficiently for conversion. At the same time, the scattering within the Conversion element, so that the mean path length of the primary radiation in the conversion element can increase. As a result, a comparable or increased conversion efficiency can be achieved with a reduced height of the conversion element. For example, it is possible that a 70% reduction in the grain size can result in a 50% reduction in the height of the conversion element.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das Konversionsmaterial einen Halbleiter-Nanokristall . Bei dem Halbleiter-Nanokristall handelt es sich insbesondere um ein Partikel mit einem Durchmesser zwischen 1 nm einschließlich und 50 nm einschließlich, beispielsweise zwischen 2 nm einschließlich und 20 nm einschließlich, beispielsweise zwischen 2 nm einschließlich und 10 nm einschließlich . Aufgrund ihrer geringen Größe haben Halbleiter-Nanokristalle andere Eigenschaften als ein aus demselben Material gebildetes Volumenmaterial . Es ist möglich, dass der Halbleiter-Nanokristall kugel förmig, stabförmig oder quaderförmig ist . Insbesondere handelt es sich bei dem Halbleiter-Nanokristall um ein Nanopartikel mit überwiegend kristalliner Struktur, zum Beispiel um ein Halbleiter- Nanopartikel oder einen Quantenpunkt . Insbesondere ist der Halbleiter-Nanokristall aus Atomen in ein- oder polykristalliner Anordnung auf gebaut . Der Halbleiter- Nanokristall wird beispielsweise aus mindestens einem Halbleitermaterial gebildet . Der Halbleiter-Nanokristall kann zumindest eines der Halbleitermaterialien CdSe , CdS , InP, GaP oder GaAs umfassen oder daraus gebildet sein . Insbesondere dienen Halbleiter-Nanokristalle als Konversionsmaterial im Konversionselement dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Halbleiter-Nanokristalle können im Vergleich zu Leuchtstof fen eine signi fikant erhöhte Materialabsorption aufweisen und besitzen gleichzeitig deutlich geringere Abmessungen im nm-Bereich . Als Folge davon kann eine erhöhte Konversionsef fi zienz bei verringerter Höhe des Konversionselements erreicht werden . According to at least one embodiment, the conversion material comprises a semiconductor nanocrystal. The semiconductor nanocrystal is in particular a particle with a diameter between 1 nm and 50 nm, for example between 2 nm and 20 nm, for example between 2 nm and 10 nm. Due to their small size, semiconductor nanocrystals have different properties than a bulk material formed from the same material. It is possible for the semiconductor nanocrystal to be spherical, rod-shaped, or cuboid-shaped. In particular, the semiconductor nanocrystal is a nanoparticle with a predominantly crystalline structure, for example a semiconductor nanoparticle or a quantum dot. In particular, the semiconductor nanocrystal is made up of atoms in a monocrystalline or polycrystalline arrangement. The semiconductor nanocrystal is formed, for example, from at least one semiconductor material. The semiconductor nanocrystal can comprise or be formed from at least one of the semiconductor materials CdSe, CdS, InP, GaP, or GaAs. In particular, semiconductor nanocrystals serve as conversion material in the conversion element to increase the conversion efficiency of the conversion element. Semiconductor nanocrystals Compared to phosphors, they can exhibit significantly increased material absorption and, at the same time, have significantly smaller dimensions in the nm range. As a result, increased conversion efficiency can be achieved with a reduced height of the conversion element.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ferner ein Filterelement auf einer vom Halbleiterchip abgewandten Seite des Konversionselements . Insbesondere ist das Filterelement dazu eingerichtet , auftref fende elektromagnetische Strahlung zu filtern . Beispielsweise entfernt das Filterelement ausgewählte Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche , beispielsweise die der Primärstrahlung, aus der auf tref f enden elektromagnetischen Strahlung oder verhindert eine Transmission dieser ausgewählten Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche durch das Filterelement . Die aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelte Strahlung kann dann frei von diesen ausgewählten Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen sein . Das Filterelement ist insbesondere im direkten mechanischen Kontakt mit dem Konversionselement , beispielsweise mit einer Strahlungsaustritt fläche des Konversionselements , angeordnet . Beispielsweise weist das Filterelement eine Dicke von zumindest 50 pm auf , insbesondere zwischen 50 pm einschließlich und 100 pm einschließlich . According to at least one embodiment, the optoelectronic component further comprises a filter element on a side of the conversion element facing away from the semiconductor chip. In particular, the filter element is designed to filter incident electromagnetic radiation. For example, the filter element removes selected wavelengths or wavelength ranges, for example those of the primary radiation, from the incident electromagnetic radiation or prevents transmission of these selected wavelengths or wavelength ranges through the filter element. The radiation coupled out of the optoelectronic component can then be free of these selected wavelengths or wavelength ranges. The filter element is arranged in particular in direct mechanical contact with the conversion element, for example with a radiation exit surface of the conversion element. For example, the filter element has a thickness of at least 50 pm, in particular between 50 pm inclusive and 100 pm inclusive.
Ein Filterelement auf dem Konversionselement dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Das Filterelement kann die aus dem Konversionselement ausgekoppelte elektromagnetische Strahlung filtern und somit einen Anteil an Primärstrahlung in der aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelten elektromagnetischen Strahlung verringern . Als Folge kann vorteilhafterweise die Farbsättigung der von dem optoelektronischen Bauelement emittierten elektromagnetischen Strahlung erhöht werden, sodass ein Konversionselement mit geringer Höhe eingesetzt werden kann . A filter element on the conversion element serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. The filter element can filter the electromagnetic radiation coupled out of the conversion element and thus reduce a proportion of primary radiation in the radiation coupled out of the optoelectronic component. electromagnetic radiation. As a result, the color saturation of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component can advantageously be increased, so that a conversion element with a low height can be used.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Filterelement dazu eingerichtet , die Primärstrahlung zu absorbieren . Ein solches Filterelement kann auch als absorbierendes Filterelement oder Absorptions filter bezeichnet werden . Insbesondere umfasst das Filterelement ein Material oder besteht aus einem Material , das die Primärstrahlung, die durch das Konversionselement transmittiert wird, zumindest teilweise , insbesondere vollständig, absorbiert . Beispielsweise umfasst das Filterelement Galliumphosphid oder besteht daraus . Galliumphosphid kann Strahlung im blauen Wellenlängenbereich absorbieren und energieärmere Strahlung, beispielsweise Strahlung im grünen Wellenlängenbereich, transmittieren . Insbesondere absorbiert das Filterelement die Primärstrahlung, ist aber für die Sekundärstrahlung durchlässig . Beispielsweise absorbiert das Filterelement zumindest 90 % , insbesondere 95 % , beispielsweise 99 % der Primärstrahlung, die durch das Konversionselement transmittiert wird . According to at least one embodiment, the filter element is designed to absorb the primary radiation. Such a filter element can also be referred to as an absorbing filter element or absorption filter. In particular, the filter element comprises or consists of a material that at least partially, in particular completely, absorbs the primary radiation transmitted through the conversion element. For example, the filter element comprises or consists of gallium phosphide. Gallium phosphide can absorb radiation in the blue wavelength range and transmit lower-energy radiation, for example radiation in the green wavelength range. In particular, the filter element absorbs the primary radiation but is permeable to the secondary radiation. For example, the filter element absorbs at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation transmitted through the conversion element.
Ein Filterelement , das Primärstrahlung absorbiert , dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Eine Absorption der Primärstrahlung kann die unerwünschte Transmission der Primärstrahlung verringern oder verhindern und die Farbsättigung der von dem optoelektronische Bauelement emittierten elektromagnetischen Strahlung erhöhen . Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Filterelement dazu eingerichtet , die Primärstrahlung zu reflektieren und die Sekundärstrahlung zu transmittieren . Ein solches Filterelement kann auch als wellenlängenselektiver Interferenz filter bezeichnet werden . Insbesondere umfasst das Filterelement eine Viel zahl an Schichten aus unterschiedlichen Materialien . Beispielsweise umfasst das Filterelement einen Schichtenstapel aus alternierenden ersten und zweiten Schichten, wobei die ersten Schichten ein Material mit hohem Brechungsindex und die zweiten Schichten ein Material mit niedrigem Brechungsindex umfassen . Die ersten Schichten können Nickeloxid oder Titanoxid umfassen und die zweiten Schichten können Sili ziumoxid umfassen . Beispielsweise ist das Filterelement ein dielektrischer Spiegel wie ein Bragg-Spiegel . A filter element that absorbs primary radiation serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. Absorption of primary radiation can reduce or prevent unwanted transmission of primary radiation and increase the color saturation of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. According to at least one embodiment, the filter element is designed to reflect the primary radiation and transmit the secondary radiation. Such a filter element can also be referred to as a wavelength-selective interference filter. In particular, the filter element comprises a plurality of layers made of different materials. For example, the filter element comprises a layer stack of alternating first and second layers, wherein the first layers comprise a material with a high refractive index and the second layers comprise a material with a low refractive index. The first layers can comprise nickel oxide or titanium oxide and the second layers can comprise silicon oxide. For example, the filter element is a dielectric mirror such as a Bragg mirror.
Insbesondere reflektiert das Filterelement die Primärstrahlung, ist aber für die Sekundärstrahlung durchlässig . Beispielsweise reflektiert das Filterelement zumindest 90 % , insbesondere 95 % , beispielsweise 99 % der Primärstrahlung, die durch das Konversionselement transmittiert wird . In particular, the filter element reflects the primary radiation but is transparent to the secondary radiation. For example, the filter element reflects at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation transmitted through the conversion element.
Ein Filterelement , das Primärstrahlung reflektiert und Sekundärstrahlung transmittiert , dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Eine Reflexion der Primärstrahlung kann die unerwünschte Transmission der Primärstrahlung verringern oder verhindern und die Farbsättigung der von dem optoelektronische Bauelement emittierten elektromagnetischen Strahlung erhöhen . Zusätzlich kann die reflektierte Primärstrahlung erneut zur Konversion im Konversionselement zur Verfügung stehen, wodurch die Konversionsef fi zienz des Konversionselements unmittelbar erhöht wird . Dadurch wird zusätzlich die Eigenschaft des Konversionselements , Primärstrahlung beim ersten Durchgang durch das Konversionselement vollständig zu konvertieren, und damit die Höhe des Konversionselements weniger relevant . Zudem kann ein als wellenlängenselektiver Interferenz filter ausgebildetes Filterelement vorteilhafterweise nichtleitend und nichtabsorbierend ausgebildet sein, wodurch eine zusätzliche Erwärmung des Konversionselements verhindert wird . A filter element that reflects primary radiation and transmits secondary radiation serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. Reflection of the primary radiation can reduce or prevent the undesired transmission of the primary radiation and increase the color saturation of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. In addition, the reflected primary radiation can be available again for conversion in the conversion element, thereby increasing the conversion efficiency of the conversion element. is immediately increased. This also makes the property of the conversion element to completely convert primary radiation on its first pass through the conversion element, and thus the height of the conversion element, less relevant. Furthermore, a filter element designed as a wavelength-selective interference filter can advantageously be non-conductive and non-absorbent, thereby preventing additional heating of the conversion element.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ferner eine Spiegelschicht auf einer von einer Emissions fläche des Halbleiterchip abgewandten Seite des Halbleiterchips , wobei die Spiegelschicht dazu eingerichtet ist , die Primärstrahlung und Sekundärstrahlung zu reflektieren . Insbesondere erstreckt sich die Spiegelschicht , beispielsweise vollständig, auf der von der Emissions fläche des Halbleiterchip abgewandten Seite des Halbleiterchips und einer von der Leuchtfläche des optoelektronischen Bauelements abgewandten Seite des Konversionselements . Beispielsweise umfasst die Spiegelschicht eine Schicht aus einem Metall wie Silber oder Aluminium oder einen dielektrischen Spiegel wie einen Bragg- Spiegel . Alternativ kann die Spiegelschicht eine Kombination aus einer Schicht aus einem Metall und einem dielektrischen Spiegel umfassen, wobei der dielektrische Spiegel zwischen der Schicht aus dem Metall und dem Halbleiterchip angeordnet ist . Eine Spiegelschicht aus einer Schicht aus einem Metall und einem dielektrischen Spiegel kann vorteilhafterweise die Reflexivität der Spiegelschicht weiter erhöhen . According to at least one embodiment, the optoelectronic component further comprises a mirror layer on a side of the semiconductor chip facing away from an emission surface of the semiconductor chip, wherein the mirror layer is configured to reflect the primary radiation and secondary radiation. In particular, the mirror layer extends, for example completely, on the side of the semiconductor chip facing away from the emission surface of the semiconductor chip and on a side of the conversion element facing away from the luminous surface of the optoelectronic component. For example, the mirror layer comprises a layer made of a metal such as silver or aluminum or a dielectric mirror such as a Bragg mirror. Alternatively, the mirror layer can comprise a combination of a layer made of a metal and a dielectric mirror, wherein the dielectric mirror is arranged between the layer made of the metal and the semiconductor chip. A mirror layer made of a layer made of a metal and a dielectric mirror can advantageously further increase the reflectivity of the mirror layer.
Insbesondere reflektiert die Spiegelschicht dieIn particular, the mirror layer reflects the
Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung . Beispielsweise reflektiert die Spiegelschicht zumindest 90 % , insbesondere 95 % , beispielsweise 99 % der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung, die auf die Spiegelschicht auftref fen . Primary radiation and secondary radiation. For example the mirror layer reflects at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation and the secondary radiation that impinges on the mirror layer.
Eine Spiegelschicht auf einer von der Emissions fläche des Halbleiterchip abgewandten Seite des Halbleiterchip dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Die Spiegelschicht reflektiert die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung, die das Konversionselement nicht in Richtung der Leuchtfläche des optoelektronische Bauelements passieren . Als Folge davon kann an der Spiegelschicht reflektierte Sekundärstrahlung über die Leuchtfläche ausgekoppelt werden und der Anteil an Sekundärstrahlung in der von dem optoelektronische Bauelement emittierten elektromagnetischen Strahlung erhöht werden . A mirror layer on a side of the semiconductor chip facing away from the emission surface of the semiconductor chip serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. The mirror layer reflects the primary radiation and the secondary radiation that does not pass through the conversion element toward the luminous surface of the optoelectronic component. As a result, secondary radiation reflected by the mirror layer can be coupled out via the luminous surface, increasing the proportion of secondary radiation in the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component.
Zudem kann an der Spiegelschicht reflektierte Primärstrahlung das Konversionselement erneut durchlaufen und steht somit erneut zur Konversion im Konversionselement zur Verfügung, wodurch die Konversionsef fi zienz des Konversionselements unmittelbar erhöht wird . In addition, primary radiation reflected by the mirror layer can pass through the conversion element again and is thus available again for conversion in the conversion element, which immediately increases the conversion efficiency of the conversion element.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement die Spiegelschicht und das Filterelement , das dazu eingerichtet ist , die Primärstrahlung zu reflektieren und die Sekundärstrahlung zu transmittieren . Die Spiegelschicht und das Filterelement in Kombination dienen dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Die an der Spiegelschicht reflektierte Sekundärstrahlung kann über die Leuchtfläche des optoelektronische Bauelement ausgekoppelt und der Anteil an Sekundärstrahlung in der von dem optoelektronische Bauelement emittierten elektromagnetischen Strahlung erhöht werden, während die Primärstrahlung sowohl von der Spiegelschicht als auch von dem Filterelement reflektiert wird und somit das Konversionselement mehrfach durchlaufen kann und zur Konversion im Konversionselement wiederholt zur Verfügung steht , wodurch die Konversionsef fi zienz des Konversionselements unmittelbar erhöht wird . Die Spiegelschicht und das Filterelement in Kombination können somit insbesondere vorteilhafterweise für Konversionselemente mit geringen Höhen eingesetzt werden . According to at least one embodiment, the optoelectronic component comprises the mirror layer and the filter element, which is designed to reflect the primary radiation and to transmit the secondary radiation. The mirror layer and the filter element in combination serve to increase the conversion efficiency of the conversion element. The secondary radiation reflected at the mirror layer can be coupled out via the luminous surface of the optoelectronic component and the proportion of secondary radiation in the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component can be increased, while the primary radiation is reflected by both the mirror layer and is also reflected by the filter element and can thus pass through the conversion element several times and is repeatedly available for conversion in the conversion element, thereby directly increasing the conversion efficiency of the conversion element. The mirror layer and the filter element in combination can thus be used particularly advantageously for conversion elements with low heights.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ferner einen Umlenkspiegel auf einer von dem Halbleiterchip abgewandten Seite des Konversionselements , wobei der Umlenkspiegel dazu eingerichtet ist , die Primärstrahlung zu reflektieren . Insbesondere reflektiert der Umlenkspiegel zumindest 90 % , insbesondere 95 % , beispielsweise 99 % der Primärstrahlung, die auf den Umlenkspiegel auftri f ft . Der Umlenkspiegel kann die gleichen Materialien und den gleichen Aufbau wie die Spiegelschicht besitzen . Beispielsweise weist der Umlenkspiegel eine Schicht aus einem Metall auf , insbesondere mit einer Dicke zwischen 50 nm einschließlich und 150 nm einschließlich, beispielsweise von 100 nm . According to at least one embodiment, the optoelectronic component further comprises a deflecting mirror on a side of the conversion element facing away from the semiconductor chip, wherein the deflecting mirror is configured to reflect the primary radiation. In particular, the deflecting mirror reflects at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the primary radiation incident on the deflecting mirror. The deflecting mirror can have the same materials and the same structure as the mirror layer. For example, the deflecting mirror has a layer made of a metal, in particular with a thickness between 50 nm inclusive and 150 nm inclusive, for example of 100 nm.
Ein Umlenkspiegel dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Der Umlenkspiegel kann durch die Reflexion der Primärstrahlung einen Lichtweg der Primärstrahlung im Konversionselement verlängern und damit die Absorption und Konversion der Primärstrahlung im Konversionselement erhöhen . Als Folge wird die Primärstrahlung ef fi zienter zur Konversion genutzt und hauptsächlich Sekundärstrahlung von dem optoelektronische Bauelement emittiert . Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Umlenkspiegel über einer Emissions fläche des Halbleiterchip angeordnet . Insbesondere ist der Umlenkspiegel ausschließlich über der Emissions fläche des Halbleiterchips angeordnet . Alternativ kann der Umlenkspiegel die Emissions fläche des Halbleiterchips lateral geringgradig überragen . Insbesondere ist ein Teil der vom Halbleiterchip abgewandten Seite des Konversionselements frei von dem Umlenkspiegel . A deflecting mirror serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. By reflecting the primary radiation, the deflecting mirror can extend the light path of the primary radiation in the conversion element, thereby increasing the absorption and conversion of the primary radiation in the conversion element. As a result, the primary radiation is used more efficiently for conversion, and primarily secondary radiation is emitted by the optoelectronic component. According to at least one embodiment, the deflecting mirror is arranged above an emission surface of the semiconductor chip. In particular, the deflecting mirror is arranged exclusively above the emission surface of the semiconductor chip. Alternatively, the deflecting mirror can extend slightly laterally beyond the emission surface of the semiconductor chip. In particular, a portion of the side of the conversion element facing away from the semiconductor chip is free of the deflecting mirror.
Die Anordnung des Umlenkspiegels über der Emissions fläche des Halbleiterchips dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Vom Halbleiterchip emittierte Primärstrahlung durchläuft das Konversionselement hauptsächlich auf direktem Weg vom Halbleiterchip durch das Konversionselement hindurch . Durch den über der Emissions fläche angeordneten Umlenkspiegel wird die Primärstrahlung abgeblockt und zurückgeworfen . Dadurch verlängert sich der Lichtweg der Primärstrahlung und die Absorption der Primärstrahlung im Konversionselement . Als Folge wird hauptsächlich Sekundärstrahlung von dem optoelektronische Bauelement emittiert . The arrangement of the deflecting mirror above the emission surface of the semiconductor chip serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. Primary radiation emitted by the semiconductor chip passes through the conversion element mainly on a direct path from the semiconductor chip through the conversion element. The deflecting mirror arranged above the emission surface blocks and reflects the primary radiation. This lengthens the light path of the primary radiation and increases the absorption of the primary radiation in the conversion element. As a result, mainly secondary radiation is emitted from the optoelectronic component.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist eine dem Halbleiterchip zugewandte Seite des Umlenkspiegels eine planare Fläche auf . Insbesondere wird die Primärstrahlung an der planaren Fläche derart reflektiert , dass ein Strahlengang der reflektierten Primärstrahlung im Wesentlichen von der vom Halbleiterchip abgewandten Seite des Konversionselements weggeführt wird . Vorteilhafterweise kann dadurch der Lichtweg der Primärstrahlung im Konversionselement verlängert und die Absorption der Primärstrahlung erhöht werden . Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist eine dem Halbleiterchip zugewandte Seite des Umlenkspiegels zumindest eine schräge Fläche auf . Insbesondere weist der Umlenkspiegel zwei schräge Seitenflächen auf . Beispielsweise weist der Umlenkspiegel in einer Schnittansicht einen dreieckigen Querschnitt auf . Insbesondere wird die Primärstrahlung an der schrägen Fläche derart reflektiert , dass ein Strahlengang der reflektierten Primärstrahlung im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Konversionselements verläuft . Vorteilhafterweise kann dadurch der Lichtweg der Primärstrahlung im Konversionselement verlängert und die Absorption der Primärstrahlung erhöht werden . According to at least one embodiment, a side of the deflection mirror facing the semiconductor chip has a planar surface. In particular, the primary radiation is reflected at the planar surface in such a way that a beam path of the reflected primary radiation is guided substantially away from the side of the conversion element facing away from the semiconductor chip. Advantageously, this allows the light path of the primary radiation in the conversion element to be lengthened and the absorption of the primary radiation to be increased. According to at least one embodiment, a side of the deflecting mirror facing the semiconductor chip has at least one inclined surface. In particular, the deflecting mirror has two inclined side surfaces. For example, the deflecting mirror has a triangular cross-section in a sectional view. In particular, the primary radiation is reflected at the inclined surface such that a beam path of the reflected primary radiation runs substantially parallel to a main direction of extension of the conversion element. Advantageously, this makes it possible to lengthen the light path of the primary radiation in the conversion element and to increase the absorption of the primary radiation.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement die Spiegelschicht und den Umlenkspiegel . Die Spiegelschicht und der Umlenkspiegel in Kombination dienen dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Durch den Umlenkspiegel kann eine unerwünschte Transmission von Primärstrahlung verhindert werden . Zudem verlängern sowohl der Umlenkspiegel als auch die Spiegelschicht den Lichtweg der Primärstrahlung im Konversionselement und erhöhen damit die Absorption und Konversion von Primärstrahlung . Durch die Spiegelschicht kann zudem besonders ef fi zient Sekundärstrahlung ausgekoppelt werden . Als Folge ergibt sich eine erhöhte Konversionsef fi zienz und eine verbesserte Helligkeit des optoelektronische Bauelements . According to at least one embodiment, the optoelectronic component comprises the mirror layer and the deflecting mirror. The mirror layer and the deflecting mirror in combination serve to increase the conversion efficiency of the conversion element. The deflecting mirror can prevent unwanted transmission of primary radiation. In addition, both the deflecting mirror and the mirror layer lengthen the light path of the primary radiation in the conversion element and thus increase the absorption and conversion of primary radiation. The mirror layer can also be used to couple out secondary radiation particularly efficiently. This results in increased conversion efficiency and improved brightness of the optoelectronic component.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ferner ein Substrat . Das Substrat kann die mechanisch tragende Komponente des optoelektronische Bauelements darstellen . Insbesondere dient das Substrat der mechanischen Befestigung und/oder elektrischen Verbindung für optische und/oder elektronische Bauteile des optoelektronischen Bauelements , beispielsweise für den Halbleiterchip . Beispielsweise umfasst das Substrat Saphir oder eine Kunststof f folie oder besteht daraus . According to at least one embodiment, the optoelectronic component further comprises a substrate. The substrate can represent the mechanically supporting component of the optoelectronic component. In particular, the substrate serves for mechanical fastening and/or electrical connection for optical and/or electronic components of the optoelectronic device, for example for the semiconductor chip. For example, the substrate comprises or consists of sapphire or a plastic film.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Substrat zumindest für die Sekundärstrahlung transparent . Insbesondere transmittiert das Substrat zumindest 90 % , insbesondere 95 % , beispielsweise 99 % der Sekundärstrahlung . Beispielsweise ist das Substrat transparent für die Sekundärstrahlung und für die Primärstrahlung . Insbesondere umfasst das Substrat Saphir oder eine Kunststof f folie oder besteht daraus . Ein transparentes Substrat kann vorteilhafterweise dazu verwendet werden, die vom optoelektronischen Bauelement emittierte elektromagnetische Strahlung durch das Substrat aus zukoppeln . According to at least one embodiment, the substrate is transparent at least to the secondary radiation. In particular, the substrate transmits at least 90%, in particular 95%, for example 99% of the secondary radiation. For example, the substrate is transparent to the secondary radiation and to the primary radiation. In particular, the substrate comprises or consists of sapphire or a plastic film. A transparent substrate can advantageously be used to couple the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component through the substrate.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Bauelement ferner eine Reflexionsschicht auf einer dem Halbleiterchip abgewandten Seite des Konversionselements , wobei die Reflexionsschicht dazu eingerichtet ist , zumindest Sekundärstrahlung zu reflektieren, und wobei das optoelektronische Bauelement dazu eingerichtet ist , Sekundärstrahlung durch das Substrat abzustrahlen . Insbesondere ist die Reflexionsschicht auf allen Seiten des Konversionselements , die frei vom Substrat sind, angeordnet . Beispielsweise reflektiert die Reflexionsschicht zumindest 90 % , insbesondere 95 % , beispielsweise 90 % der Sekundärstrahlung . Zusätzlich kann die Reflexionsschicht dazu eingerichtet sein, die Primärstrahlung zu reflektieren . Die Reflexionsschicht kann die gleichen Materialien und den gleichen Aufbau wie die Spiegelschicht besitzen . Diese Anordnung des optoelektronische Bauelement dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Mit dieser Anordnung kann eine Anordnung im umgekehrten Strahlengang realisiert werden . Der Halbleiterchip emittiert dabei Primärstrahlung vom Substrat weg in das Konversionselement , das mit einer Reflexionsschicht verspiegelt ist . Als Folge wird die Primärstrahlung ef fi zienter zur Konversion genutzt und hauptsächlich Sekundärstrahlung durch das transparente Substrat ausgekoppelt . Zudem kann das optoelektronische Bauelement durch die Reflexionsschicht optisch von benachbarten Bauelementen getrennt werden . According to at least one embodiment, the optoelectronic component further comprises a reflection layer on a side of the conversion element facing away from the semiconductor chip, wherein the reflection layer is configured to reflect at least secondary radiation, and wherein the optoelectronic component is configured to emit secondary radiation through the substrate. In particular, the reflection layer is arranged on all sides of the conversion element that are free from the substrate. For example, the reflection layer reflects at least 90%, in particular 95%, for example 90% of the secondary radiation. In addition, the reflection layer can be configured to reflect the primary radiation. The reflection layer can have the same materials and the same structure as the mirror layer. This arrangement of the optoelectronic component serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. With this arrangement, an arrangement with a reversed beam path can be realized. The semiconductor chip emits primary radiation away from the substrate into the conversion element, which is mirrored with a reflective layer. As a result, the primary radiation is used more efficiently for conversion and mainly secondary radiation is coupled out through the transparent substrate. In addition, the optoelectronic component can be optically separated from neighboring components by the reflective layer.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist ein Filterelement zwischen Substrat und Halbleiterchip angeordnet , das Filterelement ist dazu eingerichtet , die Primärstrahlung zu reflektieren und die Sekundärstrahlung zu transmittieren, und der Halbleiterchip ist zumindest teilweise , insbesondere vollständig, transparent für die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung . Insbesondere ist das Filterelement ein wellenlängenselektiver Interferenz filter . Beispielsweise wird die Teiltransparenz des Halbleiterchips dadurch erreicht , dass das Chipsubstrat transparent für die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung ist . Alternativ kann der Halbleiterchip auch frei von einem Chipsubstrat sein . Auch in diesem Fall ist der Halbleiterchip zumindest teilweise transparent für die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung . According to at least one embodiment, a filter element is arranged between the substrate and the semiconductor chip, the filter element is designed to reflect the primary radiation and to transmit the secondary radiation, and the semiconductor chip is at least partially, in particular completely, transparent to the primary radiation and the secondary radiation. In particular, the filter element is a wavelength-selective interference filter. For example, the partial transparency of the semiconductor chip is achieved in that the chip substrate is transparent to the primary radiation and the secondary radiation. Alternatively, the semiconductor chip can also be free of a chip substrate. In this case, too, the semiconductor chip is at least partially transparent to the primary radiation and the secondary radiation.
Diese Anordnung des optoelektronische Bauelement dient dazu, die Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Durch das Filterelement zwischen Substrat und Halbleiterchip wird Primärstrahlung wieder zurück in das Konversionselement reflektiert . In Kombination mit dem zumindest teilweise transparenten Halbleiterchip kann Sekundärstrahlung auch durch den Halbleiterchip ausgekoppelt werden . Das kann vorteilhafterweise eine Teilabschattung vermindern und die laterale Homogenität der aus dem optoelektronische Bauelement ausgekoppelten Strahlung verbessern . Gleichzeitig kann dadurch die Größe des optoelektronischen Bauelements verringert werden . This arrangement of the optoelectronic component serves to increase the conversion efficiency of the conversion element. The filter element between the substrate and the semiconductor chip reflects primary radiation back into the conversion element. In combination with the at least partially With a transparent semiconductor chip, secondary radiation can also be coupled out through the semiconductor chip. This can advantageously reduce partial shadowing and improve the lateral homogeneity of the radiation coupled out of the optoelectronic component. At the same time, the size of the optoelectronic component can be reduced.
Es wird weiterhin eine optoelektronische Anordnung umfassend zumindest zwei , insbesondere eine Viel zahl , von optoelektronischen Bauelementen angegeben . Vorzugsweise ist das oben beschriebene optoelektronische Bauelement zur Verwendung in der hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung geeignet und vorgesehen . Merkmale und Aus führungs formen, die in Verbindung mit dem optoelektronischen Bauelement beschrieben sind, gelten auch für die optoelektronische Anordnung und umgekehrt . Furthermore, an optoelectronic arrangement comprising at least two, in particular a plurality, of optoelectronic components is specified. Preferably, the optoelectronic component described above is suitable and intended for use in the optoelectronic arrangement described here. Features and embodiments described in connection with the optoelectronic component also apply to the optoelectronic arrangement, and vice versa.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Anordnung zumindest zwei , insbesondere eine Viel zahl , von optoelektronischen Bauelementen . Die optoelektronischen Bauelemente umfassen j eweils einen Halbleiterchip, der dazu eingerichtet ist , eine Primärstrahlung zu emittieren, und ein Konversionselement , das dazu eingerichtet ist , die Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei ein Aspektverhältnis aus einer Höhe des Konversionselements und einer Kantenlänge einer Leuchtfläche des optoelektronischen Bauelements höchstens 1 beträgt , und wobei das optoelektronische Bauelement dazu eingerichtet ist , eine Konversionsef fi zienz des Konversionselements zu erhöhen . Zusätzlich kann j edes der optoelektronischen Bauelemente j edes der oben in Zusammenhang mit dem optoelektronischen Bauelement angegebenen Merkmale aufweisen . According to at least one embodiment, the optoelectronic arrangement comprises at least two, in particular a plurality, of optoelectronic components. The optoelectronic components each comprise a semiconductor chip which is configured to emit primary radiation, and a conversion element which is configured to convert the primary radiation into secondary radiation, wherein an aspect ratio of a height of the conversion element and an edge length of a luminous surface of the optoelectronic component is at most 1, and wherein the optoelectronic component is configured to increase a conversion efficiency of the conversion element. In addition, each of the optoelectronic components can comprise any of the above-mentioned have the characteristics specified with the optoelectronic component.
Insbesondere emittiert j edes der optoelektronischen Bauelemente der optoelektronischen Anordnung eine Sekundärstrahlung im gleichen Wellenlängenbereich, beispielsweise im roten Wellenlängenbereich . Alternativ können die einzelnen optoelektronischen Bauelemente der optoelektronischen Anordnung j eweils eine Sekundärstrahlung mit voneinander unterschiedlichen Wellenlängenbereich emittieren . Beispielsweise emittiert eins oder ein Teil der optoelektronischen Bauelemente grüne Sekundärstrahlung und ein anderes oder ein anderer Teil der optoelektronischen Bauelemente emittiert rote Sekundärstrahlung . In particular, each of the optoelectronic components of the optoelectronic arrangement emits secondary radiation in the same wavelength range, for example, in the red wavelength range. Alternatively, the individual optoelectronic components of the optoelectronic arrangement can each emit secondary radiation with a different wavelength range. For example, one or some of the optoelectronic components emits green secondary radiation, and another or some of the optoelectronic components emits red secondary radiation.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form bildet j edes der optoelektronischen Bauelemente einen Pixel der optoelektronischen Anordnung aus . Insbesondere weisen die Pixel der optoelektronische Anordnung einen Abstand voneinander auf , der höchstens der drei fachen Größe eines Pixels , insbesondere einer Kantenlänge einer Leuchtfläche eines optoelektronischen Bauelements , entspricht . Beispielsweise umfassen die optoelektronischen Bauelemente der optoelektronischen Anordnung j eweils die Reflexionsschicht und der Abstand der Pixel voneinander entspricht höchstens der zwei fachen Größe eines Pixels . According to at least one embodiment, each of the optoelectronic components forms a pixel of the optoelectronic arrangement. In particular, the pixels of the optoelectronic arrangement are spaced apart from one another by a distance corresponding to at most three times the size of a pixel, in particular an edge length of a luminous area of an optoelectronic component. For example, the optoelectronic components of the optoelectronic arrangement each comprise the reflection layer, and the distance between the pixels corresponds to at most twice the size of a pixel.
In einer optoelektronischen Anordnung mit mehr als einem Pixel kann neben der unerwünschten Transmission von Primärstrahlung durch die Konversionselemente der einzelnen optoelektronischen Bauelemente auch ein Übersprechen zwischen benachbarten Pixeln auftreten . Unter "Übersprechen" versteht man eine unerwünschte Strahlungsemission aufgrund der Absorption und Konversion von Strahlung aus benachbarten Pixeln durch ein Konversionselement . Beispielsweise wird die Primärstrahlung eines Pixels in das Konversionselement eines benachbarten Pixels eingekoppelt , absorbiert und konvertiert , was zu einer unerwünschten Emission von Sekundärstrahlung aus den benachbarten Pixeln führt . Gleichermaßen kann Sekundärstrahlung eines Pixels in das Konversionselement eines benachbarten Pixels eingekoppelt , absorbiert und konvertiert werden, was ebenfalls zu einer unerwünschten Emission von Sekundärstrahlung aus den benachbarten Pixeln führt . In an optoelectronic arrangement with more than one pixel, in addition to the undesired transmission of primary radiation through the conversion elements of the individual optoelectronic components, crosstalk between neighboring pixels can also occur. "Crosstalk" refers to unwanted radiation emission due to the absorption and conversion of radiation from neighboring pixels by a conversion element. For example, the primary radiation from one pixel is coupled into the conversion element of a neighboring pixel, absorbed, and converted, resulting in unwanted emission of secondary radiation from the neighboring pixels. Similarly, secondary radiation from one pixel can be coupled into the conversion element of a neighboring pixel, absorbed, and converted, resulting in unwanted emission of secondary radiation from the neighboring pixels.
Eine Reduzierung von Ubersprechen kann durch eine Verringerung der Dicke des Konversionselements erreicht werden, was wiederrum die unerwünschte Transmission von Primärstrahlung durch das Konversionselement nach sich ziehen kann . A reduction of crosstalk can be achieved by reducing the thickness of the conversion element, which in turn can result in the undesired transmission of primary radiation through the conversion element.
Daher ist die wichtigste Überlegung zur Erzielung einer ef fi zienten Konversion in einer optoelektronischen Anordnung mit zumindest zwei kleinen optoelektronischen Bauelementen, dass die Farbe j edes Pixels die höchstmögliche Farbreinheit und Farbsättigung sowie ein Minimum an Übersprechen zwischen benachbarten Pixeln aufweist . Therefore, the most important consideration for achieving efficient conversion in an optoelectronic device with at least two small optoelectronic components is that the color of each pixel has the highest possible color purity and color saturation and a minimum of crosstalk between neighboring pixels.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Anordnung zumindest zwei , insbesondere eine Viel zahl , von hierin beschriebenen optoelektronischen Bauelementen, wobei j edes der optoelektronische Bauelemente einen Pixel der optoelektronischen Anordnung ausbildet . Einer solchen optoelektronischen Anordnung liegt unter anderem die Idee zugrunde , die Anzahl der Pixel auf einer vorgegebenen Fläche zu erhöhen . Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Größe der Pixel verringert wird . Als Folge daraus werden kleinere optoelektronische Bauelemente benötigt . Durch die Verwendung von Filterelementen, Spiegelschichten, Umlenkspiegel und/oder Reflexionsschichten kann eine erhöhte Konversionsef fi zienz und eine Unterdrückung der Transmission von Primärstrahlung erreicht werden . In Kombination mit angepassten Eigenschaften des Konversionselements wie einer kleineren Korngröße und/oder der Bauelementgeometrie , können kleine und dünne und hochdicht pixelierte optoelektronische Anordnungen bereitgestellt werden . According to at least one embodiment, the optoelectronic arrangement comprises at least two, in particular a plurality, of optoelectronic components described herein, wherein each of the optoelectronic components forms a pixel of the optoelectronic arrangement. One of the ideas behind such an optoelectronic arrangement is to increase the number of pixels on a given area. This can be achieved by reducing the size of the pixels. As a result, smaller optoelectronic components are required. By using filter elements, mirror layers, deflecting mirrors and/or reflection layers, increased conversion efficiency and suppression of the transmission of primary radiation can be achieved. In combination with adapted properties of the conversion element, such as a smaller grain size and/or the component geometry, small, thin and highly pixelated optoelectronic arrangements can be provided.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weisen die optoelektronischen Bauelemente ein gemeinsames Substrat auf . Mit anderen Worten sind die optoelektronischen Bauelemente auf dem gemeinsamen Substrat angeordnet . Insbesondere sind die optoelektronische Bauelemente in diesem Fall frei von einem eigenen Substrat . Das gemeinsame Substrat kann transparent sein, wodurch eine Anordnung im umgekehrten Strahlengang realisiert werden kann . Beispielsweise ist das gemeinsame Substrat eine SmartVis-Folie oder ein Saphir- Substrat . Ein gemeinsames Substrat kann vorteilhafterweise als mechanischer Träger und/oder zur elektrischen Kontaktierung für die zumindest zwei optoelektronischen Bauelemente dienen . According to at least one embodiment, the optoelectronic components have a common substrate. In other words, the optoelectronic components are arranged on the common substrate. In particular, the optoelectronic components in this case are free of their own substrate. The common substrate can be transparent, whereby an arrangement in the reverse beam path can be realized. For example, the common substrate is a SmartVis film or a sapphire substrate. A common substrate can advantageously serve as a mechanical carrier and/or for electrical contacting for the at least two optoelectronic components.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form erstreckt sich die Spiegelschicht über das gemeinsame Substrat , insbesondere vollständig . Insbesondere weisen Bereiche des Substrats zwischen den Pixeln ebenfalls die Spiegelschicht auf . Eine Spiegelschicht , die sich über das gemeinsame Substrat erstreckt , kann vorteilhafterweise die Helligkeit der optoelektronischen Anordnung erhöhen, was insbesondere den Einsatz der optoelektronische Anordnung in Rücklichtern oder Fahrtrichtungsanzeigern ermöglicht . According to at least one embodiment, the mirror layer extends over the common substrate, in particular completely. In particular, regions of the substrate between the pixels also have the mirror layer. A mirror layer extending over the common substrate can advantageously increase the brightness of the optoelectronic device, which in particular enables the use of the optoelectronic device in taillights or direction indicators.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist die Spiegelschicht lateral auf die Größe des j eweiligen Pixels begrenzt . Insbesondere sind Bereiche des Substrats zwischen den Pixeln frei von der Spiegelschicht . Beispielsweise sind die Spiegelschichten der optoelektronische Bauelemente auf die Leuchtfläche des j eweiligen optoelektronische Bauelements beschränkt . Eine lateral auf die Größe des j eweiligen Pixels begrenzte Spiegelschicht kann vorteilhafterweise den Kantenkontrast der einzelnen Pixel erhöhen und ein Übersprechen zwischen den Pixeln verringern . According to at least one embodiment, the mirror layer is laterally limited to the size of the respective pixel. In particular, regions of the substrate between the pixels are free of the mirror layer. For example, the mirror layers of the optoelectronic components are limited to the luminous area of the respective optoelectronic component. A mirror layer laterally limited to the size of the respective pixel can advantageously increase the edge contrast of the individual pixels and reduce crosstalk between the pixels.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird die optoelektronische Anordnung in Display-Anwendungen und Automotive-Anwendungen verwendet . Insbesondere wird die optoelektronische Anordnung in Displays mit roten und grünen Pixeln durch Konversion eingesetzt sowie in Rücklichtern und Fahrtrichtungsanzeigern in Automotive-Anwendungen . Zudem kann die optoelektronische Anordnung als pixelierte Anordnung auf Basis der InGaN-Technologie verwendet werden . According to at least one embodiment, the optoelectronic arrangement is used in display applications and automotive applications. In particular, the optoelectronic arrangement is used in displays with red and green pixels by conversion, as well as in taillights and direction indicators in automotive applications. Furthermore, the optoelectronic arrangement can be used as a pixelated arrangement based on InGaN technology.
Weitere vorteilhafte Aus führungs formen, Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Bauelements und der optoelektronischen Anordnung ergeben sich aus den folgenden, in Verbindung mit den Figuren dargestellten Aus führungsbeispielen . Die Figuren 1 , 2A, 2B, 2C, 3A, 4A, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A und 7B zeigen j eweils eine schematische Schnittansicht eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Aus führungsbeispielen, Further advantageous embodiments, refinements and developments of the optoelectronic component and the optoelectronic arrangement emerge from the following exemplary embodiments shown in conjunction with the figures. Figures 1, 2A, 2B, 2C, 3A, 4A, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A and 7B each show a schematic sectional view of an optoelectronic component according to various embodiments,
Figur 3B zeigt eine Transmissionskurve eines Filterelements eines optoelektronische Bauelements gemäß einem Aus führungsbeispiel , Figure 3B shows a transmission curve of a filter element of an optoelectronic component according to an embodiment,
Figur 4B zeigt eine Reflexionskurve und eine Transmissionskurve eines Filterelements eines optoelektronischen Bauelements gemäß einem Aus führungsbeispiel , und die Figuren 8A, 8B und 8C zeigen j eweils eine schematische Schnittansicht einer optoelektronischen Anordnung gemäß verschiedenen Aus führungsbeispielen . Figure 4B shows a reflection curve and a transmission curve of a filter element of an optoelectronic component according to one embodiment, and Figures 8A, 8B and 8C each show a schematic sectional view of an optoelectronic arrangement according to various embodiments.
Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugs zeichen versehen . Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten . Vielmehr können einzelne Elemente , insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein . Identical, similar, or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures. The figures and the relative sizes of the elements shown in the figures are not to scale. Rather, individual elements, particularly layer thicknesses, may be exaggerated for clarity and/or clarity.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 1 umfasst ein Substrat 2 , beispielsweise ein Saphirsubstrat oder eine Kunststof f folie . Ein Halbleiterchip 3 ist auf dem Substrat 2 angeordnet . Der Halbleiterchip umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 31 und ein Chipsubstrat 33 . Alternativ kann der Halbleiterchip 3 auch frei von einem Chipsubstrat 33 sein . Der Halbleiterchip 3 erzeugt eine Primärstrahlung 34 , beispielsweise im blauen Wellenlängenbereich, in der Halbleiterschichtenfolge 31 . Die Primärstrahlung 34 wird über eine Emissions fläche 32 des Halbleiterchips 3 abgestrahlt . Die Emissions fläche 32 des Halbleiterchips 3 weist eine Kantenlänge a auf . Die Kantenlänge a des Halbleiterchips 3 kann zwischen 50 pm einschließlich und 100 pm einschließlich liegen und der Halbleiterchip 3 ist eine Mini-LED . Alternativ kann die Kantenlänge a kleiner als 50 pm sein, beispielsweise 20 pm, 10 pm oder 5 pm, und der Halbleiterchip 3 ist eine Mikro-LED . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 1 comprises a substrate 2, for example a sapphire substrate or a plastic film. A semiconductor chip 3 is arranged on the substrate 2. The semiconductor chip comprises a semiconductor layer sequence 31 and a chip substrate 33. Alternatively, the semiconductor chip 3 can also be free of a chip substrate 33. The semiconductor chip 3 produces a Primary radiation 34, for example in the blue wavelength range, in the semiconductor layer sequence 31. The primary radiation 34 is emitted via an emission surface 32 of the semiconductor chip 3. The emission surface 32 of the semiconductor chip 3 has an edge length a. The edge length a of the semiconductor chip 3 can be between 50 pm and 100 pm, and the semiconductor chip 3 is a mini-LED. Alternatively, the edge length a can be less than 50 pm, for example 20 pm, 10 pm, or 5 pm, and the semiconductor chip 3 is a micro-LED.
Zumindest auf der Emissions fläche 32 des Halbleiterchips 3 ist ein Konversionselement 4 angeordnet . Das Konversionselement weist eine Höhe x über dem Halbleiterchip 3 auf . Das Konversionselement weist ein KonversionsmaterialA conversion element 4 is arranged at least on the emission surface 32 of the semiconductor chip 3. The conversion element has a height x above the semiconductor chip 3. The conversion element has a conversion material
41 auf , beispielsweise einen Leuchtstof f oder einen Halbleiter-Nanokristall . 41 on , for example a phosphor or a semiconductor nanocrystal .
Das Konversionselement 4 absorbiert die Primärstrahlung 34 , konvertiert die Primärstrahlung 34 in Sekundärstrahlung 42 und emittiert die Sekundärstrahlung 42 . Die SekundärstrahlungThe conversion element 4 absorbs the primary radiation 34 , converts the primary radiation 34 into secondary radiation 42 and emits the secondary radiation 42 . The secondary radiation
42 kann beispielsweise Wellenlängen im grünen, gelben, roten oder infraroten Wellenlängenbereich umfassen . Das Konversionselement 4 ist dazu eingerichtet , die Primärstrahlung 34 vollständig in Sekundärstrahlung 42 zu konvertieren . Mit anderen Worten besteht die von dem optoelektronischen Bauelement 1 emittierte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen aus der Sekundärstrahlung 42 . Das bedeutet , dass ein Anteil an Primärstrahlung 34 in der von dem optoelektronische Bauelement 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung so gering ist , dass die Primärstrahlung 34 den Farbeindruck der emittierten elektromagnetische Strahlung nicht wahrnehmbar beeinflusst . Das Konversionselement 4 kann zusätzlich die Seitenflächen des Halbleiterchips 3 bedecken . In diesem Fall kann das Konversionselement 4 größer sein als der Halbleiterchip 3 , beispielsweise zweimal so groß , dreimal so groß oder viermal so groß . In Bereichen neben dem Halbleiterchip 3 weist das Konversionselement eine Dicke y auf . Die Dicke y setzt sich aus der Höhe x des Konversionselements 4 auf dem Halbleiterchip 3 und der Höhe des Halbleiterchips 3 zusammen . 42 can, for example, comprise wavelengths in the green, yellow, red or infrared wavelength range. The conversion element 4 is designed to convert the primary radiation 34 completely into secondary radiation 42. In other words, the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 consists essentially of the secondary radiation 42. This means that a proportion of primary radiation 34 in the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component 1 is so small that the primary radiation 34 does not perceptibly influence the color impression of the emitted electromagnetic radiation. The conversion element 4 can additionally cover the side surfaces of the semiconductor chip 3. In this case, the conversion element 4 can be larger than the semiconductor chip 3, for example twice as large, three times as large, or four times as large. In regions adjacent to the semiconductor chip 3, the conversion element has a thickness y. The thickness y is composed of the height x of the conversion element 4 on the semiconductor chip 3 and the height of the semiconductor chip 3.
In dem Aus führungsbeispiel der Figur 1 wird die Sekundärstrahlung 42 über eine Strahlungsaustritts fläche des Konversionselements 4 aus dem optoelektronischen Bauelement 1 ausgekoppelt . Im Aus führungsbeispiel der Figur 1 ist die Strahlungsaustritts fläche des Konversionselements 4 die Leuchtfläche 11 des optoelektronische Bauelements 1 . Die Leuchtfläche 11 weist die Kantenlänge z auf . In the exemplary embodiment of Figure 1, the secondary radiation 42 is coupled out of the optoelectronic component 1 via a radiation exit surface of the conversion element 4. In the exemplary embodiment of Figure 1, the radiation exit surface of the conversion element 4 is the luminous surface 11 of the optoelectronic component 1. The luminous surface 11 has the edge length z.
Ein Aspektverhältnis des optoelektronischen Bauelements beträgt höchstens 1 , insbesondere höchstens 0 , 2 , beispielsweise höchstens 0 , 1 . Das Aspektverhältnis berechnet sich aus der Höhe x des Konversionselements 4 und der Kantenlänge z der Leuchtfläche 11 des optoelektronischen Bauelements 1 . An aspect ratio of the optoelectronic component is at most 1, in particular at most 0.2, for example at most 0.1. The aspect ratio is calculated from the height x of the conversion element 4 and the edge length z of the luminous surface 11 of the optoelectronic component 1.
Das optoelektronische Bauelement 1 ist dazu eingerichtet , eine Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 zu erhöhen . Ein Kernaspekt dabei ist , dass die unerwünschte Transmission von Primärstrahlung 34 durch das Konversionselement 4 und damit ein Auskoppeln von Primärstrahlung 34 über die Leuchtfläche 11 des optoelektronische Bauelements 1 verhindert wird . Die optoelektronischen Bauelemente 1 der Aus führungsbeispiele der Figuren 2A, 2B und 2C entsprechen im Wesentlichen dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel . Die Aus führungsbeispiele der Figuren 2A, 2B und 2C illustrieren ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand der Korngröße des Konversionsmaterials 41 . Figur 2A zeigt ein Konversionselement 4 aus einem Konversionsmaterial 41 mit einer Korngröße von höchstens 10 pm . In diesem Fall weist das Konversionselement 4 eine Höhe xl über dem Halbleiterchip 3 auf . Im Konversionselement 4 der Figur 2B ist die Korngröße des Konversionsmaterials 41 gegenüber dem Konversionsmaterial 41 des Konversionselements 4 der Figur 2A verringert . Im Konversionselement 4 in der Figur 2C ist die Korngröße des Konversionsmaterials 41 gegenüber dem Konversionsmaterial 41 des Konversionselement der Figuren 2A und 2B weiter verringert . Durch die Verringerung der Korngröße des Konversionsmaterials 41 kann eine erhöhte Absorption pro Korn erreicht werden und gleichzeitig die Streuung in dem Konversionselement 4 erhöht werden, sodass die mittlere Weglänge der Primärstrahlung 34 im Konversionselement 4 zunimmt . Als Folge davon ist die Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 erhöht , wodurch die Höhe x des Konversionselements 4 über dem Halbleiterchip 3 verringert werden kann . Es ist daher in den Figuren und 2C 2B zu erkennen, dass die Höhen x2 und x3 des Konversionselements 4 über dem Halbleiterchip 3 im Vergleich zu dem Aus führungsbeispiel der Figur 2A ebenfalls verringert sind . The optoelectronic component 1 is designed to increase a conversion efficiency of the conversion element 4. A key aspect here is that the undesired transmission of primary radiation 34 through the conversion element 4 and thus a coupling-out of primary radiation 34 via the luminous surface 11 of the optoelectronic component 1 is prevented. The optoelectronic components 1 of the embodiments of Figures 2A, 2B and 2C essentially correspond to the embodiment shown in Figure 1. The embodiments of Figures 2A, 2B and 2C illustrate a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 based on the grain size of the conversion material 41. Figure 2A shows a conversion element 4 made of a conversion material 41 with a grain size of at most 10 pm. In this case, the conversion element 4 has a height xl above the semiconductor chip 3. In the conversion element 4 of Figure 2B, the grain size of the conversion material 41 is reduced compared to the conversion material 41 of the conversion element 4 of Figure 2A. In the conversion element 4 in Figure 2C, the grain size of the conversion material 41 is further reduced compared to the conversion material 41 of the conversion element in Figures 2A and 2B. By reducing the grain size of the conversion material 41, increased absorption per grain can be achieved and, at the same time, the scattering in the conversion element 4 can be increased, so that the mean path length of the primary radiation 34 in the conversion element 4 increases. As a result, the conversion efficiency of the conversion element 4 is increased, as a result of which the height x of the conversion element 4 above the semiconductor chip 3 can be reduced. It can therefore be seen in Figures 2C and 2B that the heights x2 and x3 of the conversion element 4 above the semiconductor chip 3 are also reduced compared to the exemplary embodiment in Figure 2A.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 3A entspricht im Wesentlichen dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel . Das Aus führungsbeispiel der Figur 3A illustriert ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand eines Filterelements 5 . Das Filterelement 5 ist auf einer dem Halbleiterchip 3 abgewandten Seite des Konversionselement 4 angeordnet . Das Filterelement 5 ist dazu eingerichtet , Primärstrahlung 34 zu absorbieren und Sekundärstrahlung 42 zu transmittieren . Mit anderen Worten verringert oder verhindert das Filterelement 5 die unerwünschte Transmission von Primärstrahlung 34 durch das Konversionselement 4 . Dies ist in Figur 3B anhand einer Transmissionskurve des Materials des Filterelements 5 gezeigt . Auf getragen ist die Transmission T in Abhängigkeit von der Wellenlänge X der auf tref f enden elektromagnetischer Strahlung . Elektromagnetische Strahlung im kurzwelligen Wellenlängenbereich wird nichts transmittiert , wohingegen Strahlung im langwelligen Wellenlängenbereich transmittiert wird . Das Filterelement 5 kann auch als Absorptions filter oder absorbierendes Filterelement bezeichnet werden . Beispielsweise umfasst das Filterelement 5 Galliumphosphid oder besteht daraus . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 3A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 1. The embodiment of Figure 3A illustrates a means for increasing the Conversion efficiency of the conversion element 4 using a filter element 5. The filter element 5 is arranged on a side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3. The filter element 5 is designed to absorb primary radiation 34 and transmit secondary radiation 42. In other words, the filter element 5 reduces or prevents the unwanted transmission of primary radiation 34 through the conversion element 4. This is shown in Figure 3B using a transmission curve of the material of the filter element 5. The transmission T is plotted as a function of the wavelength X of the incident electromagnetic radiation. Electromagnetic radiation in the short-wave wavelength range is not transmitted, whereas radiation in the long-wave wavelength range is transmitted. The filter element 5 can also be referred to as an absorption filter or absorbing filter element. For example, the filter element 5 comprises or consists of gallium phosphide.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 4A entspricht im Wesentlichen dem in Figur 3A gezeigten Aus führungsbeispiel . Das Aus führungsbeispiel der Figur 4A illustriert ebenfalls ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand eines Filterelements 5 . Im Gegensatz zu dem Filterelement 5 der Figur 3A ist das Filterelement 5 der Figur 4A dazu eingerichtet , Primärstrahlung 34 zu reflektieren und Sekundärstrahlung 42 zu transmittieren . Mit anderen Worten verringert oder verhindert das Filterelement 5 die unerwünschte Transmission von Primärstrahlung 34 durch das Konversionselement 4 . Dies ist in Figur 4B anhand einer Reflexionskurve 4- 1 und einer Transmissionskurve 4-2 des Materials des Filterelements 5 gezeigt . Auf getragen ist die Intensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge X der auf tref f enden elektromagnetische Strahlung . Elektromagnetischer Strahlung im kurzwelligen Wellenlängenbereich weist eine hohe Reflexivität (Reflexionskurve 4- 1 ) und eine geringe Transmission ( Transmissionskurve 4-2 ) auf , wohingegen Strahlung im langwelligen Wellenlängenbereich eine geringe Reflexivität (Reflexionskurve 4- 1 ) und eine hohe Transmission ( Transmission 4-2 ) aufweist . Die reflektierte Primärstrahlung 34 kann das Konversionselement 4 erneut durchlaufen und kann in Sekundärstrahlung 42 konvertiert werden . Das Filterelement 5 kann auch als wellenlängenselektiver Interferenz filter bezeichnet werden . Das Filterelement 5 kann ein dielektrischer Spiegel , beispielsweise ein Bragg-Spiegel , sein . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 4A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 3A. The embodiment of Figure 4A also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a filter element 5. In contrast to the filter element 5 of Figure 3A, the filter element 5 of Figure 4A is designed to reflect primary radiation 34 and transmit secondary radiation 42. In other words, the filter element 5 reduces or prevents the undesired transmission of primary radiation 34 through the conversion element 4. This is shown in Figure 4B using a reflection curve 4-1 and a transmission curve 4-2 of the material of the filter element 5. The Intensity as a function of the wavelength X of the incident electromagnetic radiation. Electromagnetic radiation in the short-wave wavelength range has a high reflectivity (reflection curve 4-1) and a low transmission (transmission curve 4-2), whereas radiation in the long-wave wavelength range has a low reflectivity (reflection curve 4-1) and a high transmission (transmission 4-2). The reflected primary radiation 34 can pass through the conversion element 4 again and can be converted into secondary radiation 42. The filter element 5 can also be referred to as a wavelength-selective interference filter. The filter element 5 can be a dielectric mirror, for example a Bragg mirror.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 5A entspricht im Wesentlichen dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel . Das Aus führungsbeispiel der Figur 5A illustriert ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand einer Spiegelschicht 6 . Die Spiegelschicht 6 ist auf der von der Emissions fläche 32 abgewandten Seite des Halbleiterchips 3 angeordnet . Insbesondere ist die Spiegelschicht 6 zwischen Halbleiterchip 3 , insbesondere dem Chipsubstrat 33 , und Substrat 2 sowie zwischen Konversionselement 4 und Substrat 2 angeordnet . Die Spiegelschicht 6 kann eine Schicht aus einem Metall oder ein dielektrischer Spiegel sein . Alternativ kann die Spiegelschicht eine Kombination aus einer Schicht aus einem Metall und einem dielektrischen Spiegel aufweisen, wobei der dielektrische Spiegel zwischen der Schicht aus dem Metall und dem Halbleiterchip 3 angeordnet ist . Die Spiegelschicht 6 ist dazu eingerichtet , die Primärstrahlung 34 und die Sekundärstrahlung 42 zu reflektieren . Die reflektierte Primärstrahlung 34 kann dann erneut einer Konversion zur Verfügung stehen . Zudem kann die Auskopplung der Sekundärstrahlung 42 aus dem optoelektronische Bauelement 1 aufgrund der Reflexion von Sekundärstrahlung 42 an der Spiegelschicht 6 verbessert sein . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 5A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 1. The embodiment of Figure 5A illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a mirror layer 6. The mirror layer 6 is arranged on the side of the semiconductor chip 3 facing away from the emission surface 32. In particular, the mirror layer 6 is arranged between the semiconductor chip 3, in particular the chip substrate 33, and substrate 2, as well as between the conversion element 4 and substrate 2. The mirror layer 6 can be a layer made of a metal or a dielectric mirror. Alternatively, the mirror layer can comprise a combination of a layer made of a metal and a dielectric mirror, wherein the dielectric mirror is arranged between the layer made of the metal and the semiconductor chip 3. The mirror layer 6 is designed to reflect the primary radiation 34 and to reflect the secondary radiation 42. The reflected primary radiation 34 can then be made available for conversion again. In addition, the coupling out of the secondary radiation 42 from the optoelectronic component 1 can be improved due to the reflection of secondary radiation 42 at the mirror layer 6.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 5B entspricht im Wesentlichen dem in Figur 5A gezeigten Aus führungsbeispiel . Das Aus führungsbeispiel der Figur 5B illustriert ebenfalls ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand einer Kombination der Spiegelschicht 6 und eines Filterelements 5 . Das Filterelement 5 ist ein in Verbindung mit Figuren 4A und 4B beschriebenes Filterelement . Durch die Kombination der Spiegelschicht 6 und des Filterelements 5 durchläuft die Primärstrahlung 34 wiederholt das Konversionselement 4 , wodurch die Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 erhöht wird . Zudem wird Sekundärstrahlung 42 , die nach der Konversion in Richtung des Substrats 2 emittiert wird, von der Spiegelschicht 6 reflektiert und über das Filterelement 5 ausgekoppelt . Dadurch kann der Anteil an ausgekoppelter Sekundärstrahlung 42 erhöht werden . The optoelectronic component 1 of the embodiment in Figure 5B essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 5A. The embodiment in Figure 5B likewise illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a combination of the mirror layer 6 and a filter element 5. The filter element 5 is a filter element described in connection with Figures 4A and 4B. Due to the combination of the mirror layer 6 and the filter element 5, the primary radiation 34 repeatedly passes through the conversion element 4, thereby increasing the conversion efficiency of the conversion element 4. In addition, secondary radiation 42, which is emitted in the direction of the substrate 2 after the conversion, is reflected by the mirror layer 6 and coupled out via the filter element 5. As a result, the proportion of coupled-out secondary radiation 42 can be increased.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 6A entspricht im Wesentlichen dem in Figur 5A gezeigten Aus führungsbeispiel . Das Aus führungsbeispiel der Figur 6A illustriert ebenfalls ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand einer Kombination der Spiegelschicht 6 und eines Umlenkspiegels 7 . Der Umlenkspiegel 7 ist auf der vom Halbleiterchip 3 abgewandten Seite des Konversionselements 4 , insbesondere über der Emissions fläche 32 des Halbleiterchips 3 , angeordnet . Der Umlenkspiegel 7 ist dazu eingerichtet , die Primärstrahlung 34 zu reflektieren . Die vom Halbleiterchip 3 emittierte Primärstrahlung 34 durchläuft das Konversionselement hauptsächlich auf direktem Weg von der Emissions fläche 32 zu der von dem Halbleiterchip 3 abgewandten Seite des Konversionselements 4 . Durch den Umlenkspiegel 7 wird die Primärstrahlung 34 vor dem Verlassen des Konversionselement 4 reflektiert und in das Konversionselement 4 zurückgeworfen . Dadurch verlängert sich der Lichtweg der Primärstrahlung 34 und die Absorption von Primärstrahlung 34 im Konversionselement 4 wird erhöht . Zudem wird Sekundärstrahlung 42 , die nach der Konversion in Richtung des Substrats 2 emittiert wird, von der Spiegelschicht 6 reflektiert und über die Leuchtfläche 11 ausgekoppelt . Dadurch kann der Anteil an ausgekoppelter Sekundärstrahlung 42 erhöht werden . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 6A essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 5A. The embodiment of Figure 6A also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using a combination of the mirror layer 6 and a deflection mirror 7. The deflection mirror 7 is arranged on the side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3, in particular above the emission surface 32 of the semiconductor chip 3. arranged. The deflecting mirror 7 is designed to reflect the primary radiation 34. The primary radiation 34 emitted by the semiconductor chip 3 passes through the conversion element mainly on a direct path from the emission surface 32 to the side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3. The primary radiation 34 is reflected by the deflecting mirror 7 before leaving the conversion element 4 and thrown back into the conversion element 4. This lengthens the light path of the primary radiation 34 and increases the absorption of primary radiation 34 in the conversion element 4. In addition, secondary radiation 42, which is emitted in the direction of the substrate 2 after the conversion, is reflected by the mirror layer 6 and coupled out via the luminous surface 11. This makes it possible to increase the proportion of coupled-out secondary radiation 42.
Im Aus führungsbeispiel der Figur 6A weist die dem Halbleiterchip 3 zugewandte Seite des Umlenkspiegel 7 eine planare Fläche 71 auf . Insbesondere wird die Primärstrahlung 34 an der planaren Fläche 71 derart reflektiert , dass ein Strahlengang der reflektierten Primärstrahlung 34 im Wesentlichen in Richtung des Substrats 2 geführt wird . In the exemplary embodiment of Figure 6A, the side of the deflecting mirror 7 facing the semiconductor chip 3 has a planar surface 71. In particular, the primary radiation 34 is reflected at the planar surface 71 such that a beam path of the reflected primary radiation 34 is guided substantially in the direction of the substrate 2.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 6B entspricht im Wesentlichen dem in Figur 6A gezeigten Aus führungsbeispiel . Das Aus führungsbeispiel der Figur 6B illustriert ebenfalls ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand der Kombination der Spiegelschicht und des Umlenkspiegels 7 . das Aus führungsbeispiel der Figur 6B unterscheidet sich von dem Aus führungsbeispiel der 6A lediglich darin, dass die dem Halbleiterchip 3 zugewandte Seite des Umlenkspiegel 7 zumindest eine schräge Fläche 72 , beispielsweise zwei schräge Flächen 72 , aufweist . Insbesondere wird die Primärstrahlung 34 an der schrägen Fläche 72 derart reflektiert , dass ein Strahlengang der reflektierten Primärstrahlung 34 im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Konversionselements 4 verläuft . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 6B essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 6A. The embodiment of Figure 6B also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 by means of the combination of the mirror layer and the deflecting mirror 7. The embodiment of Figure 6B differs from the embodiment of Figure 6A only in that the side of the deflecting mirror 7 facing the semiconductor chip 3 at least one inclined surface 72, for example two inclined surfaces 72. In particular, the primary radiation 34 is reflected at the inclined surface 72 in such a way that a beam path of the reflected primary radiation 34 runs substantially parallel to a main extension direction of the conversion element 4.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 7A illustriert ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand einer Anordnung im umgekehrten Strahlengang . Das optoelektronische Bauelement weist ein Substrat 2 auf , dass transparent für zumindest die Sekundärstrahlung 42 ist . Auf der dem Halbleiterchip 3 abgewandten Seite des Konversionselement 4 ist eine Reflexionsschicht 8 angeordnet . Die Reflexionsschicht 8 kann derart angeordnet sein, dass alle Seiten des Konversionselements 4 , die frei von dem Substrat 2 sind, von der Reflexionsschicht bedeckt sind . Die Reflexionsschicht 8 ist dazu eingerichtet , zumindest die Sekundärstrahlung 42 zu reflektieren . Der Halbleiterchip 3 emittiert somit Primärstrahlung 34 in das mit der Reflexionsschicht 8 verspiegelte Konversionselement 4 und die Sekundärstrahlung 42 wird durch das transparente Substrat 2 aus dem optoelektronische Bauelement 1 ausgekoppelt . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 7A illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using an arrangement in the reverse beam path. The optoelectronic component has a substrate 2 that is transparent to at least the secondary radiation 42. A reflection layer 8 is arranged on the side of the conversion element 4 facing away from the semiconductor chip 3. The reflection layer 8 can be arranged such that all sides of the conversion element 4 that are free of the substrate 2 are covered by the reflection layer. The reflection layer 8 is designed to reflect at least the secondary radiation 42. The semiconductor chip 3 thus emits primary radiation 34 into the conversion element 4 mirrored with the reflection layer 8, and the secondary radiation 42 is coupled out of the optoelectronic component 1 through the transparent substrate 2.
Das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 7B entspricht im Wesentlichen dem in Figur 7A gezeigten Aus führungsbeispiel . Das Aus führungsbeispiel der Figur 7B illustriert ebenfalls ein Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 anhand einer Anordnung im umgekehrten Strahlengang . Zusätzlich zum Aus führungsbeispiel der Figur 7A umfasst das optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 7B ein Filterelement 5 , dass zwischen Halbleiterchip 3 und Substrat 2 sowie zwischen Konversionselement 4 und Substrat 2 angeordnet ist . Das Filterelement 5 ist ein in Verbindung mit Figuren 4A und 4B beschriebenes Filterelement . Zudem ist der Halbleiterchip 3 zumindest teilweise transparent für die Primärstrahlung 34 und die Sekundärstrahlung 42 . Beispielsweise ist es Chipsubstrat 33 transparent ausgebildet oder der Halbleiterchip 3 weist kein Chipsubstrat 33 auf . Dadurch kann Sekundärstrahlung 42 auch durch die Fläche des Halbleiterchip 3 ausgekoppelt werden, während die Primärstrahlung 34 das Konversionselement 4 mehrfach durchlaufen kann und somit die Konversionsef fi zienz erhöht wird . Eine Ausgestaltung des optoelektronische Bauelement 1 gemäß dem Aus führungsbeispiel der Figur 7B vermindert eine Teilabschattung und verbessert eine laterale Homogenität der Sekundärstrahlung 42 . Gleichzeitig erlaubt diese Ausgestaltung auch eine Verringerung der Größe des optoelektronischen Bauelements 1 . The optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 7B essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 7A. The embodiment of Figure 7B also illustrates a means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4 using an arrangement in the reversed beam path. In addition to the embodiment of Figure 7A, the optoelectronic component 1 of the embodiment of Figure 7B shows a filter element 5 which is arranged between the semiconductor chip 3 and the substrate 2 and between the conversion element 4 and the substrate 2. The filter element 5 is a filter element described in connection with Figures 4A and 4B. In addition, the semiconductor chip 3 is at least partially transparent to the primary radiation 34 and the secondary radiation 42. For example, the chip substrate 33 is transparent or the semiconductor chip 3 does not have a chip substrate 33. As a result, secondary radiation 42 can also be coupled out through the surface of the semiconductor chip 3, while the primary radiation 34 can pass through the conversion element 4 several times, thus increasing the conversion efficiency. An embodiment of the optoelectronic component 1 according to the embodiment of Figure 7B reduces partial shadowing and improves lateral homogeneity of the secondary radiation 42. At the same time, this embodiment also allows a reduction in the size of the optoelectronic component 1.
Die optoelektronische Anordnung 10 des Aus führungsbeispiels der Figur 8A weist zwei optoelektronische Bauelemente 1 wie in Verbindung mit Figur 1 beschrieben auf . Die optoelektronische Anordnung 10 kann eine Viel zahl von optoelektronische Bauelement 1 aufweisen . Die optoelektronische Bauelement 1 des Aus führungsbeispiels der Figur 8A können zusätzlich die Mittel zur Erhöhung der Konversionsef fi zienz des Konversionselements 4 aufweisen, wie sie in Verbindung mit den Figuren 2A-C, 3A-B, 4A-B, 5A-B und 6A-B beschrieben sind . Die optoelektronischen Bauelement 1 sind auf einer gemeinsamen Substrat 2 angeordnet . Die optoelektronischen Bauelemente 1 bilden Pixel 110 der optoelektronische Anordnung 10 aus . Die j eweiligen Pixel 110 weisen einen Abstand b voneinander auf , der im Aus führungsbeispiel der Figur 8A der drei fachen Größe eines optoelektronischen Bauelements 1 , insbesondere der drei fachen Kantenlänge a der Leuchtfläche 11 entspricht . The optoelectronic arrangement 10 of the embodiment of Figure 8A has two optoelectronic components 1 as described in connection with Figure 1. The optoelectronic arrangement 10 can have a plurality of optoelectronic components 1. The optoelectronic components 1 of the embodiment of Figure 8A can additionally have the means for increasing the conversion efficiency of the conversion element 4, as described in connection with Figures 2A-C, 3A-B, 4A-B, 5A-B and 6A-B. The optoelectronic components 1 are arranged on a common substrate 2. The optoelectronic components 1 form pixels 110 of the optoelectronic arrangement 10. The respective pixels 110 have a distance b from one another, which in From the embodiment of Figure 8A corresponds to three times the size of an optoelectronic component 1, in particular three times the edge length a of the luminous surface 11.
Die optoelektronische Anordnung 10 des Aus führungsbeispiels der Figur 8B weist zwei optoelektronische Bauelemente 1 wie in Verbindung mit Figur 7A beschrieben auf . Das gemeinsame Substrat 2 ist transparent für zumindest die Sekundärstrahlung 42 ausgebildet und die optoelektronischen Bauelemente 1 weisen eine Anordnung umgekehrten Strahlengang auf . Die optoelektronischen Bauelemente 1 weisen einen Abstand b voneinander auf , der im Aus führungsbeispiel der Figur 8B aufgrund der Reflexionsschicht 8 , die die optoelektronischen Bauelemente 1 optisch voneinander trennt , höchstens der drei fachen Größe eines optoelektronischen Bauelements 1 , insbesondere höchstens der drei fachen Kantenlänge a der Leuchtfläche 11 entspricht . The optoelectronic arrangement 10 of the exemplary embodiment in Figure 8B has two optoelectronic components 1 as described in connection with Figure 7A. The common substrate 2 is transparent to at least the secondary radiation 42, and the optoelectronic components 1 have an arrangement with a reversed beam path. The optoelectronic components 1 are at a distance b from one another which, in the exemplary embodiment in Figure 8B, due to the reflection layer 8 which optically separates the optoelectronic components 1, corresponds at most to three times the size of an optoelectronic component 1, in particular at most to three times the edge length a of the luminous surface 11.
Die optoelektronische Anordnung 10 des Aus führungsbeispiels der Figur 8C entspricht im Wesentlichen dem in Figur 8B gezeigten Aus führungsbeispiel . Die optoelektronischen Bauelemente des Aus führungsbeispiels der Figur 8C sind in Verbindung mit Figur 7B beschrieben . Der Abstand b der optoelektronische Bauelement 1 kann in diesem Aus führungsbeispiel höchstens der zwei fachen Größe eines optoelektronischen Bauelements 1 , insbesondere höchstens der zwei fachen Kantenlänge a der Leuchtfläche 11 entsprechen . The optoelectronic arrangement 10 of the embodiment of Figure 8C essentially corresponds to the embodiment shown in Figure 8B. The optoelectronic components of the embodiment of Figure 8C are described in conjunction with Figure 7B. In this embodiment, the distance b between the optoelectronic components 1 can correspond to at most twice the size of an optoelectronic component 1, in particular at most twice the edge length a of the luminous surface 11.
Die in den in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Aus führungsbeispiele können gemäß weiteren Aus führungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen expli zit beschrieben sind . Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Aus führungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2023 135 179 . 6 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird . The features and embodiments described in connection with the figures can be combined with one another according to further embodiments, even if not all combinations are described explicitly. Furthermore, the features and embodiments described in connection with the figures The described embodiments may alternatively or additionally have further features according to the description in the general part. This patent application claims priority from German patent application 10 2023 135 179 . 6, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele auf diese beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Aus führungsbeispielen angegeben ist . The invention is not limited to the embodiments described herein. Rather, the invention encompasses any novel feature and any combination of features, including, in particular, any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or embodiments.
Bezugs zeichenliste Reference symbol list
1 optoelektronisches Bauelement1 optoelectronic component
11 Leuchtfläche 11 Illuminated area
2 Substrat 2 Substrat
3 Halbleiterchip 3 semiconductor chip
31 Halbleiterschichtenfolge 31 Semiconductor layer sequence
32 Emissions fläche 32 emission area
33 Chipsubstrat 33 Chip substrate
34 Primärstrahlung 34 Primary radiation
4 Konversionselement 4 Conversion element
41 Konversionsmaterial 41 Conversion material
42 Sekundärstrahlung 42 Secondary radiation
5 Filterelement 5 filter element
6 Spiegelschicht 6 mirror layer
7 Umlenkspiegel 7 deflecting mirrors
71 planare Fläche 71 planar surface
72 schräge Fläche 72 inclined surface
8 Reflexionsschicht 8 reflective layer
10 Display 10 Display
110 Pixel x Höhe des Konversionselements xl Höhe des Konversionselements x2 Höhe des Konversionselements x3 Höhe des Konversionselements y Dicke des Konversionselements z Kantenlänge der Leuchtfläche a Kantenlänge der Emissions fläche b Abstand 110 pixels x Height of the conversion element xl Height of the conversion element x2 Height of the conversion element x3 Height of the conversion element y Thickness of the conversion element z Edge length of the luminous surface a Edge length of the emission surface b Distance
4- 1 Reflexionskurve 4- 1 Reflection curve
4-2 Transmissionskurve 4-2 Transmission Curve
Claims
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