光电子器件和用于制造光电子器件的方法技术

光电子器件（1）具有载体（2）和至少一个半导体芯片（3）。半导体芯片（3）设置在载体（2）上，并且设计用于发射初级辐射（6）。半导体芯片（3）至少部分地包围至少部分透明的介质（7），所述介质具有在载体（2）上方的高度（8）和沿着载体（2）的宽度（9）。将颗粒（10、11）引入介质（7）中，所述颗粒与初级辐射（6）相互作用。介质（7）的高度（8）与宽度（9）之比大于1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种具有用于发射电磁辐射的半导体芯片的光电子器件，以及ー种具有至少ー个这种光电子器件的发光装置。此外，提出ー种用于制造光电子器件的方法。
技术介绍
从现有技术中已知光电子器件和具有所述光电子器件的发光装置。因此，文献W02009/135620A1公开ー种具有发射电磁福射的发光机构的发光装置。发光机构的ー个扩展方案能够是光电子器件。通过与颗粒之间的相互作用使电磁辐射部分地偏转，并且部分 地使电磁辐射相关于其波长改变。电磁辐射的偏转能够通过颗粒密度的梯度达到。然而，颗粒密度的梯度的调节在制造中是极其耗费的、难以复现的和昂贵的。例如在文献DE102005003460A1中公开，光电子器件具有施加在载体上的、光学活性的外延层。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种光电子器件以及ー种具有至少ー个这种光电子器件的发光装置，所述光电子器件具有在介质中的颗粒，使得将电磁辐射偏转到优选方向上，即水平于载体。此外，在发光装置中均匀的光分布在没有耗费的耦合输出结构的情况下应当是可能的。所述目的通过下述来实现-根据权利要求I的光电子器件，-根据权利要求15的用于制造光电子器件的方法，或者-根据权利要求13的发光装置。光电子器件或发光装置的改进方案和有利的扩展方案在从属权利要求中说明。不同实施形式具有带有载体和至少ー个半导体芯片的光电子器件。半导体芯片设置在载体上，并且发射初级辐射。此外，器件具有至少部分包围半导体芯片的并且至少部分透明的介质。介质具有在载体上的高度和沿着载体的宽度。将用于与初级辐射相互作用的颗粒引入介质中。介质的高度与宽度之比(纵横比)大于I。由此保证，将电磁辐射偏转到优选方向上、即水平于载体。通常，半导体芯片具有有源区，所述有源区发射初级辐射。有源区能够是pn结、双异质结构、多量子阱结构(MQW)或单量子阱结构(SQW)。量子阱结构表示量子阱(3維)、量子线(2維)和量子点(I維)。介质例如能够具有硅树脂、环氧树脂、玻璃或陶瓷。介质应该尽可能是耐光的，并且对于初级辐射是至少部分透明的。光电子器件应当将电磁辐射偏转到优选方向上，即水平于载体。此外，在发光装置中均匀的光分布在没有耗费的耦合输出结构的情况下应当是可能的。这通过具纵横比大于I的颗粒的介质来实现。电磁辐射的所述水平的偏转例如对于将电磁辐射耦合输入到光导体中是尤其有利的。本专利技术的核心思想是，设置ー种散射介质，所述散射介质以简单和有效的方式将LED芯片的正面发射的光横向地转向。因此，能够简化或首先实现在平面光导体中的应用。为了最佳的效率和侧面发射，颗粒的浓度和纵横比必须互相协调。在光电子器件的ー个优选实施形式中，颗粒均匀地分布在介质中。这是有利的，因为能够尤其简单地形成均匀的分布，并且实现均匀放射电磁辐射。在光电子器件的ー个优选实施形式中，颗粒具有发光材料颗粒，所述颗粒设计用于吸收初级辐射和发射次级辐射的第一部分。发光材料颗粒能够由发磷光的材料构成。在一个优选的实施例中，能够使用5至15重量百分比的浓度的钇铝石榴石作为发磷光的材料，所述钇铝石榴石将蓝色的初级光转化成黄色的光。在介质中的钇铝石榴石的浓度为5重量百分比的情况下，得到蓝白色的次级辐射。在15重量百分比的更高的浓度情况下，得 到黄白色的次级辐射。在光电子器件的ー个优选实施形式中，颗粒具有散射颗粒，所述散射颗粒设计用于散射初级辐射，并且在此提供次级辐射的第二部分。在电磁辐射和散射颗粒相互作用的情况下，不改变电磁辐射的波长。术语散射颗粒和反射颗粒在本专利技术申请中同义。在ー个优选实施形式中，散射颗粒具有硫化钡和/或亚硫酸钡和/或硫酸钡和/或ニ氧化钛。ニ氧化钛散射颗粒的平均大小为大约300nm。散射颗粒的浓度在2和10重量百分比之间。在浓度大于5重量百分比时，次级辐射的垂直发射的分量的強度近似于零。对于产生次级辐射的情況，具有散射颗粒的介质引起蓝色光和黄色光的良好混合和初级辐射的适当的偏转。在ー个优选实施形式中，介质的高度为半导体芯片沿着载体的芯片宽度的I倍和3倍之间。这是有利的，因为在上述尺寸的情况下，特别大量的次级辐射能够侧向地从光电子器件中I禹合输出。在ー个优选实施形式中，设有反射的层，所述反射的层至少局部地在介质的朝向半导体芯片的ー侧上延伸。这是有利的，因为由此防止由于在载体上的吸收而使得由散射颗粒反射的和由发光材料颗粒发射的次级辐射消失。在ー个优选实施形式中，设有部分反射的层，所述部分反射的层至少局部地设置在介质的背离半导体芯片的ー侧上。部分反射的层将电磁辐射的一部分反射回介质中。在此，部分反射的层不选择性地反射波长。所述层阻碍次级辐射的一部分离开介质的背离半导体芯片的ー侧。从层反射回到介质中的次级辐射的部分能够通过在层中的ニ氧化钛反射颗粒含量来调节。在ー个优选实施形式中，部分反射的层在介质的背离半导体芯片的ー侧上设置成与介质直接接触。这是有利的，因为制造是简单的。在ー个优选实施形式中，在介质的朝向半导体芯片的ー侧上的反射的层和/或在介质的背离半导体芯片的ー侧上的部分反射的层具有带有ニ氧化钛颗粒的硅树脂。在ー个优选实施形式中，光电子器件光学耦合到光导体上。在ー个优选实施形式中，在光电子器件和光导体之间设有气隙，所述气隙致使更好地耦合输入到光导体的导模中。在用于制造光电子器件的方法的一个实施形式中，在载体上提供半导体芯片。将颗粒引入到由透明的基体材料、特别是透明的硅树脂制成的介质中。紧接着，将介质浇注到模具中。然后，进行介质的热硬化。然后，将介质施加到半导体芯片上，使得达到大于I的纵横比。用于制造光电子器件的替选方法能够如下说明。介质与颗粒以复合物的形式通过模压(压缩成型)同时施加到半导体芯片上。在此，放置模具，并且在压カ下注射所述模具。紧接着，将介质硬化。紧接着，通过替选的方法制造的光电子器件能够光学耦合到光波导上。根据上述方法制造的光电子器件在制造中是低成本的，并且达到高的光学效率。借助于所述光电子器件的合适的横向构造能够以简单的方式产生面光源。在限定光电子器件的数量的同时达到均匀的光密度。这得到有效的、无边的和自冷却的面光源。面光源能够极其薄地制成，并且是柔韧的。 附图说明接下来，根据附图进ー步阐述本专利技术的不同实施例。图I示出光电子器件的实施例的剖面图；图2示出光电子器件的实施例的剖面图；图3示出不同的纵横比的光电子器件的放射特性；图4示出作为角函数的、光电子器件的放射特性；图5示出光电子器件的实施例的剖面图；图6a示出光电子器件的实施例的剖面图；图6b示出光电子器件的实施例的剖面图；图7示出具有两个光电子器件的发光装置的实施例的剖面图；图7a示出图7中的两个光电子器件中的一个；图7b示出围绕根据图7a的光电子器件的光密度分布的模拟；图8示出具有两个光电子器件的发光装置的实施例的剖面图；图8a示出图8中的两个光电子器件中的一个；图8b示出围绕根据图8a的光电子器件的光密度分布的模拟；图9示出具有多个光电子器件的发光装置的实施例的俯视图；图10示出具有两个光电子器件的发光装置的实施例的剖面图；图IOa示出图10中的两个光电子器件中的ー个；图IOb示出围绕根据图IOa的光电子器件的光密度分布的模拟；图11示出具有两个光电子器件的发光装置的实施例的剖面图；图Ila示出图11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·伊莱克，亚历山大·林科夫，马蒂亚斯·扎巴蒂尔，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：
国别省市：