具有辐射转换元件的光电子装置和用于制造辐射转换元件的方法制造方法及图纸

提出一种光电子装置(1)，其具有半导体芯片(2)，所述半导体芯片具有设为用于产生辐射的有源区域，其中‑沿放射方向(21)在半导体芯片下游设置有辐射转换元件(3)；‑辐射转换元件具有多个转换体(4)，所述转换体分别具有对称轴线(40)；‑对称轴线的空间定向具有优先方向(45)；‑由辐射转换元件(3)放射的辐射具有优先偏振(48)；并且‑光电子装置具有进行反射的偏振元件(5)，所述偏振元件沿放射方向设置在辐射转换元件下游，其中进行反射的偏振元件允许具有优先偏振的辐射大部分地通过，并且将垂直于优先偏振来偏振的辐射大部分地反射。此外，提出一种用于制造辐射转换元件(3)的方法。

Optoelectronic device with radiation conversion element and method for manufacturing radiation conversion element

Put forward a kind of optoelectronic device (1), which has a semiconductor chip (2), the semiconductor chip has a active region for producing radiation, which along the radial direction (21) of the semiconductor chip is disposed downstream of the radiation element (3); radiation conversion element has a plurality of converter (4) and the conversion body respectively with the axis of symmetry (40); spatial orientation axis of symmetry has a preferred direction (45); by radiation conversion element (3) radiation radiation has priority polarization (48); and optoelectronic device with polarization reflection element (5), the polarizing element set along a radial direction in the radiation conversion element downstream, which reflected polarization element allows radiation with most of the first polarization, and perpendicular to the first polarization to reflect most polarized radiation. In addition, a method for manufacturing a radiation conversion element (3) is presented.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有辐射转换元件的光电子装置和用于制造辐射转换元件的方法
提出一种具有辐射转换元件的光电子装置和一种用于制造辐射转换元件的方法。
技术介绍
为了显示尤其运动的图像，通常应用液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)，例如呈显示屏或投影仪的形式。这些液晶显示器例如能够借助于发光二极管作为辐射源从背光照明。然而，通过在LCD中用于产生图像的偏振镜，典型地失去辐射源的相对大的辐射份额。为了补偿所述损失，维持辐射源的相对提高的初级光通量，这引起提高的能量消耗。
技术实现思路
一个目的是，提高在LCD的背光照明中的效率。所述目的还通过根据独立权利要求的光电子装置或方法实现。改进方案和实施方式是从属权利要求的主题。根据光电子装置的至少一个实施方式，装置具有至少一个半导体芯片，所述半导体芯片具有设为用于产生辐射的有源区域。尤其，辐射位于紫外的，可见的，尤其蓝色的或红色的或近红外的光谱范围中。半导体芯片例如设置在壳体中或未封装地固定在连接载体上，例如固定在电路板上。根据光电子装置的至少一个实施方式，装置具有辐射转换元件。辐射转换元件沿放射方向尤其设置在半导体芯片下游。放射方向尤其垂直于有源区域的主延伸平面伸展。辐射转换元件设为用于：将由至少一个半导体芯片产生的初级辐射，例如在蓝色的或紫外的光谱范围中的初级辐射完全地或至少部分地转换为次级辐射。次级辐射例如能够处于红色的、绿色的、黄色的和/或蓝色的光谱范围中。尤其，次级辐射能够在可见的光谱的至少两个彼此不同的光谱范围中包含辐射份额，例如在红色的和在绿色的光谱范围中的辐射份额。例如，辐射转换元件邻接于半导体芯片。辐射转换元件例如是半导体芯片的包封部。替选地，辐射转换元件例如是光电子装置的预制的元件。预制的辐射转换元件例如是无支撑的元件，例如预制的薄膜或预制的小板。根据光电子装置的至少一个实施方式，辐射转换元件具有多个转换体。术语“转换体”通常表示适合于辐射转换的体部，例如发光材料颗粒或发光材料分子。转换体能够包含无机的和/或有机的材料。尤其，转换体能够分别具有对称轴线。例如，有机材料是适合的，例如二萘嵌苯、荧光素、香豆素、罗丹明、二苯乙烯、卟啉、酞菁染料或嵌二萘。此外，无机半导体材料是适合的，例如GaN、InN、AlN及其混合晶体，例如InGaN或AlInGaN、CuInS2、CdSe、CdS、InP、PbS、InAs、ZnSe、ZnSSe或ZnSSeTe。尤其，借助于无机的半导体材料能够形成量子棒。尤其将如下体积体理解为量子棒，所述体积体由于其小的尺寸至少横向于纵向延伸轴线经受能量状态的量子化。量子棒尤其不是球对称的。例如，量子棒是关于其纵向延伸轴线旋转对称的。根据至少一个实施方式，转换体是具有纵向延伸轴线的长形的转换体。尤其，纵向延伸轴线是对称轴线。沿着纵向延伸轴线，长形的转换体具有比横向于其或垂直于其伸展的方向更大的伸展。对称轴线沿着如下方向伸展，转换体沿着所述方向的伸展最大。辐射转换元件还能够具有多个转换体，所述转换体的次级辐射的峰值波长不同。例如，第一转换体在红色的光谱范围中发射，而第二转换体在绿色的光谱范围中发射。根据光电子装置的至少一个实施方式，转换体的空间定向具有优先方向。例如，转换体的空间定向涉及所述转换体的对称轴线。因此，对称轴线的空间定向具有优先方向。因此，转换体在其取向方面，例如在其对称轴线的取向方面不随机地分布。尤其，至少50％的转换体，优选至少80％的转换体定向为，使得转换体的对称轴线以相对于优先方向最高20°的角度伸展。在理想情况下，所有转换体都沿着优先方向定向。然而，当转换体仅部分地沿着优先方向定向时，也已经实现光电子装置的提高的效率。优先方向平行于有源区域的主延伸平面伸展。根据光电子装置的至少一个实施方式，由辐射转换元件放射的辐射具有优先偏振，所述辐射转换元件具有多个转换体。优先偏振尤其在垂直于优先方向伸展的平面中伸展。因此，由辐射转换元件发射的次级辐射至少被部分偏振。根据光电子装置的至少一个实施方式，光电子装置具有进行反射的偏振元件，所述偏振元件沿放射方向设置在辐射转换元件下游。尤其，由半导体芯片和辐射转换元件放射的辐射在其能够从光电子装置中射出之前，必须经过进行反射的偏振元件。进行反射的偏振元件主要允许具有优先偏振的辐射通过，也就是说允许至少51％的辐射通过。优选地，进行反射的偏振元件允许至少80％的具有优先偏振的辐射通过。对于所述辐射份额的透射率越高，吸收损失整体上就会越少。此外，进行反射的偏振元件大部分地反射垂直于优先偏振来偏振的辐射。因此，其偏振不对应于优先偏振的辐射至少不会大部分地通过在进行反射的偏振元件处吸收而失去，而是被反射并且能够在光电子装置内部的至少一次另外的反射或散射之后重新射到进行反射的偏振元件上并且至少部分地从光电子装置中射出。优选地，进行反射的偏振元件对于所述辐射份额的反射率至少为60％，特别优选至少为80％。例如，进行反射的偏振元件构成为预制的薄膜。这种薄膜例如由制造商3M光学系统以名称DBEF(DualBrightnessEnhancementFilm双亮度增强膜)提供。所述薄膜设为用于：设置在光导体和液晶显示器之间，以便提高亮度。然而，已证实的是：这种薄膜也能够用于：使光电子装置本身放射已经偏振的或至少部分偏振的辐射。所述偏振的或至少部分偏振的辐射能够耦合输入到光导体中，以对液晶显示器进行背光照明，或者将液晶显示器直接进行背光照明。在光电子装置的至少一个实施方式中，光电子装置具有半导体芯片，所述半导体芯片具有设为用于产生辐射的有源区域，其中沿放射方向在半导体芯片下游设置有辐射转换元件。辐射转换元件具有多个转换体，所述转换体分别具有对称轴线，其中对称轴线的空间定向具有优先方向。由辐射转换元件放射的辐射具有优先偏振。光电子装置具有进行反射的偏振元件，所述偏振元件沿放射方向设置在辐射转换元件下游，其中进行反射的偏振元件允许具有优先偏振的辐射大部分地通过，并且将垂直于优先偏振来偏振的辐射大部分地反射。因此，光电子装置不放射未偏振的辐射，而是放射偏振的或至少部分偏振的辐射。在本文中，部分偏振意味着：一个偏振方向相对于垂直于其伸展的另一偏振方向占大部分，例如至少多10％，优选至少多50％。由于其在偏振滤波器处的偏振，在下游设置的液晶显示器的输入偏振滤波器处失去的辐射份额能够减小。因此，与放射未偏振的辐射的光电子装置不同，放射的辐射的不到一半在所述输入偏振滤波器处失去。因此，在光电子装置的功率消耗相同的情况下，可用于对液晶显示器进行背光照明的辐射份额提高。同样地，能够以光电子装置的降低的功率消耗实现相同亮度的背光照明。换言之，辐射的对于液晶显示器的功能所需的偏振不仅通过辐射入射侧的偏振滤波器实现，这在未偏振的辐射的情况下强制性造成一半辐射功率的损失。更确切地说，在光电子装置中产生辐射，使得从该光电子装置中射出的辐射已经大部分地，例如55％或更多的或65％或更多的辐射具有适当的偏振。尤其，在辐射转换元件中，已经产生辐射，使得适当的偏振占大部分。因此，仅通过具有该定向的转换体的辐射转换元件实现相对于具有常规的辐射转换元件的装置提高的效率。效率的进一步升高能够通过进行反射的偏振元件实现，因为由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子装置(1)，其具有半导体芯片(2)，所述半导体芯片具有设为用于产生辐射的有源区域，其中‑沿放射方向(21)在所述半导体芯片下游设置有辐射转换元件(3)；‑所述辐射转换元件具有多个转换体(4)，所述转换体分别具有对称轴线(40)；‑所述对称轴线的空间定向具有优先方向(45)；‑由所述转换体放射的辐射具有优先偏振(48)；并且‑所述光电子装置具有进行反射的偏振元件(5)，所述偏振元件沿放射方向设置在所述辐射转换元件下游，其中进行反射的所述偏振元件允许具有所述优先偏振的辐射大部分地通过，并且将垂直于所述优先偏振来偏振的辐射大部分地反射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.28 DE 102015101216.21.一种光电子装置(1)，其具有半导体芯片(2)，所述半导体芯片具有设为用于产生辐射的有源区域，其中-沿放射方向(21)在所述半导体芯片下游设置有辐射转换元件(3)；-所述辐射转换元件具有多个转换体(4)，所述转换体分别具有对称轴线(40)；-所述对称轴线的空间定向具有优先方向(45)；-由所述转换体放射的辐射具有优先偏振(48)；并且-所述光电子装置具有进行反射的偏振元件(5)，所述偏振元件沿放射方向设置在所述辐射转换元件下游，其中进行反射的所述偏振元件允许具有所述优先偏振的辐射大部分地通过，并且将垂直于所述优先偏振来偏振的辐射大部分地反射。2.根据权利要求1所述的光电子装置，其中所述转换体的所述优先方向和所述优先偏振在垂直于放射方向伸展的平面中彼此垂直地伸展。3.根据权利要求1或2所述的光电子装置，其中所述转换体包含量子棒并且垂直于纵向延伸轴线具有最大横向伸展(42)，其中沿着纵向伸展轴线的纵向伸展(41)与最大横向伸展的比为1.5:1和40:1之间，其中包含边界值。4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子装置，其中所述半导体芯片至少局部地由漫反射的反射器(7)包围。5.根据上述权利要求中任一项所述的光电子装置，其中所述辐射转换元件具有基体材料(35)，所述转换体嵌入到所述基体材料中。6.根据权利要求5所述的光电子装置，其中所述辐射转换元件局部地直接邻接于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·门希，布丽塔·格厄特茨，弗兰克·辛格，马丁·斯特拉斯伯格，蒂尔曼·申普克，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE