光电子器件制造技术

光电子器件，具有一个基体或壳体（２）、至少一个布置在基体缺口中的光电子半导体芯片（３）、和一种在缺口中埋入至少一个半导体芯片的浇注材料（５），该浇注材料（５）由透明材料制成，其中，该透明的浇注材料（５）是漫散射地构成的，并尤其含有散射体颗粒（６），在这些散射体颗粒（６）上漫射地散射射到它们上面的光线。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按权利要求1前序部分所述的光电子器件，尤其是一种可表面安装的光电子器件。在常规的可表面安装的光电子器件中，首先如下来制造预加壳体的元件，使得用合适的合成材料围绕预制的引线架来喷注，该合成材料形成了元件的壳体。该元件例如在上侧面上具有洼槽或缺口，引线架接头从相对的两侧引入该洼槽或缺口中，其中，将例如像LED芯片那样的半导体芯片在一个接头上粘接和电气上接点接通。于是将清澈透光的浇注材料填入该缺口中。例如从文献F.Mllmer和G.Waitl著的″表面安装用的西门子SMT顶部LED(TOPLED)″，西门子元件29(1991)，第4期，147-149页中公开了可表面安装的光电子器件的这种基本形式。在这些公知的可表面安装的构造形式中可以如下来实现很有方向性的辐射，使得由合成材料壳体形成的侧壁构成为斜置的反射器。按壳体形式或反射器形式不同，器件可以设计成所谓的顶视器(Toplooker)，即具有基本上垂直于器件安装平面的主射束方向的，或设计成所谓的侧视器(Sidelooker)，即具有基本上平行于或以锐角对着器件安装平面的主射束方向的。例如在EP 0 400 175 A1的图2或图3中展示了具有相应壳体形式的顶视器和侧视器的实例。在附图说明图12至15中示意地示出了开始时所述类型光电子器件不同的常规构造形式。在图12的情况下，在狭窄的壳体或基体中装入了例如像LED芯片那样的半导体芯片。在该壳体中由构成为反射器的基体侧壁，将由半导体芯片向侧面发射出的射束重新返回反射到半导体芯片的侧面上，并被吸收，使得射束在那里丢失。在图13中示出的常规光电子器件的设计中，尤其由专门的芯片技术决定了器件中的光损失，在该芯片技术中由半导体芯片斜向后方辐射所发射射束的大部分。该斜向后方发射出的射束的主要部分由基体所吸收，并丢失了。图14A和14B以侧视图或俯视图展示装入了多个LED芯片的基体，以便例如通过混合三种基色可以生成任意的颜色。在此情况下，由相邻LED芯片的侧面吸收了由LED芯片侧向发射的射束的一部分，射束因此而丢失。最后也公开了其基体构成为暗色的光电子器件，正如这在图15A中所表明的那样。例如采用该实施形式，以便实现在器件辐射面和其余装置面之间尽可能良好的反差，正如在图15B中可识别的那样。这种反差的改善例如在显示技术或显示器技术中得到使用。暗色的壳体具有以下的缺点，在缺口的暗色侧壁上吸收了由LED芯片所发射光线的某个部分，由此减少了发光效率。专门在具有多个LED芯片的器件中，如它们例如在图14中所展示的那样，还产生了来自器件发射面中不均匀和偏心地作用的光输出。此外，有必要不全部对准中心地布置多个LED芯片，使得在侧向观察器件时，各个LED芯片的光发射可能发挥不同强度的影响，并因此例如在多色LED的颜色混合从某个度数开始变得与角度有关。基于清澈透光的浇注材料，LED芯片及其从短距离的布线可以是部分地不同的。尤其在为了达到更高光强而收缩(Verengung)射束特性时，芯片表面投影到器件的发射面上。此外在外界光线射入时，由在发射面和芯片表面上反射的外界光线产生了有缺陷的反差。为了避免诸如低的效率、芯片表面和布线干扰性的投影、不均匀的光线发射以及反差缺陷的上述不利现象，当今例如采用光电子器件，这些器件通过更优质和因而更昂贵的芯片技术来实现更高的效率，在这些器件中尤其是LED芯片主要通过芯片表面来发射光线。对于显示
中的用途，其中，光线发射时的良好的反差是重要的，从现有技术中公开了，一方面暗色构成器件表面，如它在图15B中所说明那样，或采用连接在前面的光圈装置，以便遮挡LED芯片防止外界光线射入。从上述的现有技术出发，本专利技术所基于的任务是开发一种开始时所述类型的改进的光电子器件，该器件尤其向前方发射更多的光线，并在该器件中优选最广泛地清除了常规器件的上述缺点。尤其应该用该光电子器件来实现均匀的光线发射和更好的反差。通过具有权利要求1所述特征的光电子器件来解决该任务。本专利技术的有利的改进方案和实施形式是从属权利要求2至12的主题。根据本专利技术，透光的芯片包封(Chipumhüllung)，优选合成材料包封是漫散射地构成的，并为此优选含有散射体颗粒，即散射射束的颗粒，由LED芯片发射的射束在这些颗粒上被散射。在散射体颗粒上如此来散射由半导体芯片向侧面方向发射的射束，使得它们至少大部分不再在基体缺口的侧壁上、和/或在反射之后在缺口的侧壁上、在半导体芯片的侧面上被吸收。因此提高了由器件的发射面向前方，即基本上在光轴方向上射出的射束分量。因而改善了器件效率。如此来确定(bemessen)芯片包封中的散射体含量，使得相对于没有散射体的同类芯片包封，显著地提高了轴线方向上的射束。特别优选如此来确定散射体含量，使得显著地提高轴线方向上的射束，并同时仅不显著地降低了总光束。优选如此来确定反差范围，使得轴线方向上光线增益大于由散射体颗粒(还由在散射体颗粒上的吸收)所引起的器件中总光线损失。所述的概念轴线方向涉及LED芯片的光轴。在此，散射体颗粒的放入不是针对扩大光束角度的目的，而是促使由器件向前方发射更多的光线，并同时避免芯片和压焊丝的投影。5.4在根据本专利技术的器件中，相对于在芯片包封中没有散射体颗粒的本身相同的器件，向前方发射出更多的光线。在散射体颗粒上的散射显然比在基体缺口的侧壁上的反射更为有效，这完全可以看作为令人惊奇的。这种效应尤其特别地在芯片上起作用，这些芯片通过芯片侧面，例如通过衬底的侧面来发射在芯片中所产生电磁射束的主要部分，外延制造的半导体层序列位于该衬底上。以下将这种LED芯片称为侧向发射的LED芯片。尤其特别地，例如在文献WO 01/61764和WO 01/61765中所说明的LED芯片中就是这种情况。在这一点上以此引用了WO01/61764和WO 01/61765的公布内容。以下用″ATON″和必要时用位于其后的颜色说明来表示这种LED芯片，其特征在于，通过至少一个侧面区侧向向后方、和因此不在器件的射束方向上来发射芯片中所产生射束的显著部分，该侧壁区对于产生射束的外延层序列的主要延伸方向成斜向、弯曲或阶梯地分布。该侧面区在此向芯片背面方向倾斜。尤其在具有这种LED芯片的器件中，芯片包封中的散射体颗粒相对于芯片包封中没有散射体颗粒的这种类型器件来说，惊奇地引起显著增长的向前方的射束。此外还通过散射体颗粒来均匀分散由半导体芯片所发射的射束。这一方面促使由器件的发射面均匀地辐射光线，而另一方面促使避免了芯片表面以及LED芯片布线的投影。本专利技术措施的另一个优点在于，散射体颗粒不仅作用于由LED芯片发射的光线，而且也作用于从外面射入的外界光线。与没有散射体颗粒的清澈的浇注材料相反，因此不是镜面反射回外界光线，而是漫射地反射，使得器件确保了更好的反差。本专利技术的一个特别的优点还在于，根据本专利技术器件的反差性能优于在常规的表面发射的器件上的反差性能，这尤其在显示器用途方面是有巨大重要性的。除此之外，本专利技术器件的光密度是较小的，因为发射的面积较大。备有散射体颗粒的芯片包封的整个面积在发射。本专利技术的另一个优点在于，因此在器件上减少了太阳光的干扰性反射。透明浇注材料中的散射体颗粒的组分优选在约0.1％和10％之本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有布置在基体或壳体（２）的缺口中的、发射射束的半导体芯片（３）的光电子器件，其中，所述的基体或壳体（２）由一种材料制成，该材料对于由所述半导体芯片（３）发射的射束是至少部分地起吸收作用的，并且所述的半导体芯片（３）大部分通过芯片侧壁来发射它的射束，并且所述的半导体芯片（３）在所述缺口中至少部分地被埋入芯片包封（５）中，尤其合成材料中，该芯片包封对于由所述半导体芯片（３）发射的射束基本上是透射的，其特征在于，如此漫散射地构成所述的芯片包封（５），使得在由所述半 导体芯片（５）侧向地向所述基体或壳体（２）方向发射出的射束，射到所述基体或壳体（２）的界靠着所述缺口的一个面上之前，将所述射束的大部分向所述芯片包封（５）的射束输出面（７）方向偏转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K阿恩德特，N法希特奇安，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]