光电子半导体组件制造技术

在至少一个实施方式中，光电子半导体组件(1)包括：光电子半导体芯片(2)，其用于产生初级辐射。用于将初级辐射部分地或全部地转换为更长波长的次级辐射的至少一种发光材料(3)设置在半导体芯片(2)的下游，所述次级辐射位于可见的光谱范围中。此外，光电子半导体组件(1)具有：滤波材料(4)，其用于部分地吸收次级辐射。在此，发光材料(3)和滤波材料(4)紧密地与半导体芯片(2)连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提出一种光电子半导体组件。
技术实现思路
要实现的目的是，提出一种光电子半导体组件，所述光电子半导体组件发射具有高的显色指数和/或具有高的色彩对比指数的辐射。所述目的还通过具有权利要求1的特征的光电子半导体组件实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。根据至少一个实施方式，光电子半导体组件包括一个或多个光电子半导体芯片。至少一个光电子半导体芯片设计用于产生初级辐射。优选地，初级辐射位于近紫外的和/或可见的光谱范围中，例如位于蓝色的光谱范围中。初级辐射的主波长，英语为peakwavelength(峰值波长)，尤其至少为340nm或420nm或440nm和/或最高为500nm或485nm或470nm。光电子半导体组件能够是发光二极管或激光二极管。根据至少一个实施方式，半导体组件包括至少一种发光材料或至少一种发光材料混合物。发光材料或发光材料混合物设计用于将初级辐射部分地或完全地转换为更长波长的次级辐射。次级辐射完全地或部分地位于可见的光谱范围中。例如，次级辐射具有从可见的光谱范围到近红外的光谱范围中的尾段在下文中，为了更好的可读性，同义地使用术语发光材料混合物和发光材料。根据至少一个实施方式，半导体组件具有一种或多种滤波材料。至少一种滤波材料设计用于部分地吸收次级辐射。优选地，滤波材料在初级辐射的范围中不吸收或仅以可忽略的方式吸收。换言之，滤波材料优选对于初级辐射是辐射可穿透的并且不进行吸收或不显著地吸收。根据一个实施方式，发光材料和滤波材料紧密地与半导体芯片连接。这能够意味着，在半导体组件的常规使用中，半导体芯片不与发光材料和滤波材料脱离。同样，发光材料和滤波材料形状配合地且直接安装在半导体芯片上。尤其，在半导体芯片和发光材料和/或滤波材料之间仅存在一个连接机构，发光材料和/或滤波材料借助于所述连接机构安装在半导体芯片上。此外，在半导体芯片和发光材料和/或滤波材料之间不存在抽真空的或填充气体的缝隙。换言之，在半导体芯片和发光材料和/或滤波材料之间优选存在由固定材料构成的连续的材料连接。在至少一个实施方式中，光电子半导体组件包括至少一个光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片用于产生在近紫外的或可见的光谱范围中的初级辐射。用于将初级辐射部分地或全部地转换为更长波长的次级辐射的至少一种发光材料沿着放射方向设置在半导体芯片的下游，所述次级辐射位于可见的光谱范围中。此外，光电子半导体组件具有：至少一种滤波材料，用于部分地吸收次级辐射。在此，发光材料和滤波材料紧密地与半导体芯片连接。在例如基于LED的光电子半导体组件中，除了高的效率和长的使用寿命之外，发射的辐射的特性也是重要的。尤其为了通用照明的目的，高的显色指数，英语colorrenderingindex或简称CRI是期望的。在发射暖白光的半导体组件中特殊的是，在一些应用中力求至少80或至少90的显色指数。为了借助于发光二极管产生暖白光，通常使用发光材料或发光材料混合物，所述发光材料或发光材料混合物将发光二极管的蓝光的相对大的份额转换为在橙色的或橙红色的光谱范围中的长波的光。因此，这种光源的典型的光谱在相对大的波长中具有强度最大值。然而由此，由半导体组件发射的光谱与光的眼睛敏感度曲线叠加。由于这种小的叠加，能够降低半导体组件的效率。尤其后续提高显色指数的可能性在于：在半导体组件的下游设置外部的滤波元件。然后，通过选择性地对特定的光谱的分量滤波能够提升显色指数和/或色彩对比指数。当然，这种设置在下游的、外部的滤波器在半导体组件不运行时是对于观察者是可见的。在多种应用中，该通常不显示为白色的滤波器是不期望的。在这里所描述的半导体组件中，在半导体组件在切断状态中不通过滤波材料不利地影响半导体组件外部的外观的同时，一方面能够实现高的显色指数和高的色彩对比指数。根据至少一个实施方式，发光材料和/或滤波材料作为颗粒存在。在此，颗粒的尺寸优选至少为10nm或100nm或1μm和/或最高为100μm或30μm或10μm或1μm。发光材料和滤波材料能够具有不同的颗粒尺寸、尤其不同的平均粒径。根据至少一个实施方式，发光材料的颗粒和/或滤波材料的颗粒在一个或多个基体材料中存在。因此，发光材料和滤波材料嵌入唯一的或在两种不同的基体材料中。基体材料优选是硅酮或硅酮-环氧树脂-混合材料。例如，使用苯基硅酮或甲基硅酮。根据至少一个实施方式，发光材料和滤波材料以彼此混匀的方式存在。优选地，发光材料的颗粒和滤波材料的颗粒在统计学上混匀至，使得在发光材料和滤波材料之间不存在显著的相分离。换言之，发光材料和滤波材料以彼此均匀混匀的方式存在。替选于此，可行的是，发光材料和滤波材料以两个分开的层或尽可能分离的方式存在。根据至少一个实施方式，滤波材料设计为：由次级辐射产生三级辐射。换言之，滤波材料也是发光材料物质。在此优选地，三级辐射位于近红外的光谱范围中。在此，近红外尤其表示至少780nm或850nm的或950nm和/或最高1800nm或1500nm或1350nm的波长。通过使用这种滤波材料，在滤波材料中产生的热量由于吸收次级辐射而被最小化，因为能量经由近红外的辐射可有效地从滤波材料中排出。如果滤波材料嵌入基体材料中，那么基体材料优选对于不可见的三级辐射是辐射可穿透的。根据至少一个实施方式，发光材料和/或滤波材料位于囊封体中、尤其位于共同的囊封体中，所述发光材料和/或滤波材料优选呈颗粒形式或也以溶解的形式存在。囊封体例如直接成形在半导体芯片上或围绕半导体芯片成形并且能够接触半导体芯片。例如，半导体芯片完全由囊封体与载体或壳体共同地包围。根据至少一个实施方式，例如呈颗粒形式或溶解的形式的发光材料和/或滤波材料安置在小板中。具有发光材料和滤波材料的所述小板直接或间接地施加到半导体芯片上。在间接施加的情况下，小板优选粘贴到半导体芯片上。替选地，可行的是：小板直接在半导体芯片上例如经由印刷法产生或直接在半导体芯片上硬化或直接与半导体芯片烘烤。例如是添加有发光材料和滤波材料的硅酮小板。替选地，小板能够是玻璃小板或陶瓷小板，在玻璃小板或陶瓷小板中嵌入发光材料和/或滤波材料或在其中发光材料和/或滤波材料被共同烧结。根据至少一个实施方式，滤波材料的颗粒构成为散射颗粒。因此，滤波材料优选对于初级辐射以及对于次级辐射起散射作用。滤波材料的颗粒的平均直径，例如在D0或D2或在D3中测量的D50至少为0.5μm或1.0μm或2.5μm或7.5μm或10μm和/或最高为30μm或25μm。根据至少一个实施方式，半导体组件设计为：发射暖白光。暖白光优选表示具有如下关联的色温的光：所述色温根据CIE至少为2200K或2400K或2600K和/或最高为5000K或4000K或3500K或3100K或2900K。根据至少一个实施方式，由半导体组件产生的辐射的色坐标(Farbort)在CIE标准色度表中为色度坐标(Farbkoordinaten)x＝0.46和/或y＝0.41，优选分别具有CIE标准色度表的最高0.03单位或0.02单位或0.01单位的公差。根据至少一个实施方式，由半导体组件产生的辐射是白光。因此，尤其由半导体组件产生的辐射的色坐标在CIE标准色度表中距离黑体曲线最高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子半导体组件(1)，其具有：‑至少一个光电子半导体芯片(2)，用于光谱范围产生在近紫外的光谱范围或可见的光谱范围中的初级辐射，‑至少一种发光材料(3)，用于将所述初级辐射部分地或全部地转换为更长波长的次级辐射，所述次级辐射位于可见的光谱范围中，和‑至少一种滤波材料(4)，用于部分地吸收所述次级辐射，其中所述发光材料(3)和所述滤波材料(4)紧密地与所述半导体芯片(2)连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 DE 102014108188.91.一种光电子半导体组件(1)，其具有：-至少一个光电子半导体芯片(2)，用于光谱范围产生在近紫外的光谱范围或可见的光谱范围中的初级辐射，-至少一种发光材料(3)，用于将所述初级辐射部分地或全部地转换为更长波长的次级辐射，所述次级辐射位于可见的光谱范围中，和-至少一种滤波材料(4)，用于部分地吸收所述次级辐射，其中所述发光材料(3)和所述滤波材料(4)紧密地与所述半导体芯片(2)连接。2.根据上一项权利要求所述的光电子半导体组件(1)，其中-所述滤波材料(4)对于所述初级辐射是辐射可穿透的并且不吸收所述初级辐射，-所述滤波材料(4)在光谱方面窄带地在具有光谱的半高宽最大为20nm的、至少530nm以上的波长范围中吸收，-所述发光材料(3)和所述滤波材料(4)在统计学上以彼此混匀的方式存在，使得在所述发光材料(3)和所述滤波材料(4)之间不存在相分离并且所述发光材料(3)和所述滤波材料(4)分别以均匀分布的方式存在，并且-通过所述滤波材料(4)提高由所述半导体组件(1)发射的混合辐射的显色指数和色彩对比指数，所述混合辐射由所述初级辐射和所述次级辐射构成。3.根据上述权利要求中任一项所述光电子半导体组件(1)，其中所述发光材料(3)和所述滤波材料(4)作为颗粒存在并且所述发光材料(3)的颗粒和所述滤波材料(4)的颗粒彼此混匀，其中所述滤波材料(4)设计为：由所述次级辐射产生三级辐射，所述三级辐射位于近红外的光谱范围中。4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(1)，其中所述发光材料(3)的颗粒和所述滤波材料(4)的颗粒分别嵌入基体材料，其中所述基体材料是硅酮或硅酮-环氧树脂-混合材料。5.根据上述权利要求中任一项所述光电子半导体组件(1)，其中所述发光材料(3)的和所述滤波材料(4)的颗粒存在于囊封体(51)中，所述囊封体直接围绕所述半导体芯片(1)成形，或者存在于粘贴到所述半导体芯片(1)上的小板(52)中。6.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体组件(1)，其中至少所述滤波材料(4)的颗粒构成为散射颗粒并且具有在0.5μm和30μm之间的直径，其中包含边...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·朗格，韦拉·施特佩尔坎普，弗兰克·耶尔曼，安德烈亚斯·比贝尔斯多夫，拉尔夫·维尔特，
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