Beschreibung

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement.

Optoelektronische Bauelemente, wie lichtemittierende Dioden (LEDs) , die eine weiße Strahlung emittieren, werden

beispielsweise in Fernsehern, Tablets, Smartphones und

Computern für die Hinterleuchtung von LCD-Filtersystemen benutzt. Dabei gibt es unterschiedliche Anforderungen an die LED. Zwei wesentliche Aspekte sind zum einen die maximale Helligkeit und zum anderen die Abdeckung eines großen

Farbraums. Die herkömmlichen LCD-Filtersysteme bestehen aus drei beziehungsweise vier Farbfiltern (blau, grün und rot beziehungsweise blau, grün, gelb und rot) . Die LCD-Filter können eine minimale spektrale, bzw. „Transmissions"- Halbwertsbreite (FWHM, füll width at half maximum) im Bereich von typischerweise 70 bis 120 nm, in der die Transmission elektrisch gesteuert werden kann. Die Transmission ergibt sich aus der Superposition der drei Farbfilter, dadurch ergeben sich Bereiche des sichtbaren Spektrums, in denen keine vollständige Transmission erreicht wird. Das führt dazu, dass bei einem breitbandigen Spektrum der LED, die die Farbfilter hinterleuchtet, ein Anteil des emittierten Lichts vom Filter absorbiert wird. Um die maximale Lichtmenge aus der LED bei vollständig geöffneten LCD-Farbfiltern auf

Bildschirmebene zu erhalten, werden schmalbandige

Konversions- beziehungsweise Leuchtstoffe benötigt, die im Bereich der einzelnen Filterkurven emittieren. Um zudem eine hohe Farbsättigung zu erhalten, ist es wichtig, dass die einzelnen Emissionen der LED spektral jeweils möglichst nur einen der Farbfilter des Systems ansprechen. Eine Lösung, um ein schmalbandiges LED-Spektrum, welches aus blauen, grünen und roten Anteilen besteht, zu erhalten, ist die Verwendung von drei verschiedenfarbigen Halbleiterchips in einer LED, das heißt ohne Leuchtstoffkonversion . Ein wesentlicher Nachteil dieses Konzepts ist, dass der

hier verwendete rote InGaAlP-Chip starke Helligkeitsverluste über der Temperatur zeigt, wodurch der Farbort der gesamten LED stark schwankt. Somit wird eine komplexe und teure

Treiberelektronik nötig, um dem entgegenzusteuern. Außerdem müssen drei Chips statt einem elektrisch angesteuert werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines blauen Halbleiterchips, dessen Licht zum Teil in grünes Licht anhand eines Leuchtstoffs (zum Beispiel Orthosilikate wie (Ba, Sr) 2S1O4 : Eu ²⁺ , Nitride wie beta-SiAlONe, Granate wie

(Lu, Y) 3 (AI, Ga) 50 _] _2 _: Ce^ ⁺ ) umgewandelt wird und einem roten

Halbleiterchip in einem LED-Package.

Oft wird ein blauer Halbleiterchip mit zwei Leuchtstoffen verwendet, die einen Teil des blauen Lichts in grüne und rote Bestandteile des Lichts konvertieren. Diese Lösungen weisen allerdings zum Teil eine niedrige Helligkeit und/oder eine zu geringe Farbraumabdeckung auf. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die eingesetzten grünen Leuchtstoffe ein

breitbandiges Emissionsspektrum aufweisen.

Die Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, ein optoelektronisches Bauelement

bereitzustellen, das gegenüber dem Stand der Technik

verbessert ist.

Die Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Das optoelektronische Bauelement umfasst einen Halbleiterchip, der dazu eingerichtet ist, eine elektromagnetische

Primärstrahlung zu emittieren, und ein Konversionselement, umfassend Konverterpartikel, die dazu eingerichtet sind, die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu konvertieren. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Konverterpartikel eine Quantenstruktur auf, wobei die

Quantenstruktur Barriereschichten und Quantenschichten umfasst und die Quantenschichten und die Barriereschichten alternierend angeordnet sind. Die Quantenschichten und die Barriereschichten bilden somit eine Mehrfachquantentopf- Struktur. Die Quantenstruktur kann auch aus den

Quantenschichten und den Barriereschichten bestehen. Die Quantenschichten können auch als Quantentöpfe oder

Quantentröge bezeichnet werden und sind bevorzugt

zweidimensionale Quantenstrukturen. Das heißt, eine

Schichtdicke der Quantenschichten ist dann sehr viel kleiner als laterale Ausdehnungen der Quantenschichten. Insbesondere handelt es sich bei den Konverterpartikeln nicht um

Quantenpunkte. Quantenpunkte sind näherungsweise

nulldimensional , im Gegensatz zu den zweidimensionalen

Quantenstrukturen .

Dass Konverterpartikel oder ein Leuchtstoff die

Primärstrahlung zumindest teilweise in eine

elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertieren, bedeutet, dass die Primärstrahlung zumindest teilweise von den

Konverterpartikeln oder einem Leuchtstoff absorbiert und als Sekundärstrahlung mit einem zumindest teilweise von der Primärstrahlung verschiedenen Wellenlängenbereich emittiert wird .

Mit anderen Worten kann die Primärstrahlung also teilweise oder vollständig durch die Konverterpartikel oder einem

Leuchtstoff in Sekundärstrahlung konvertiert werden. Unter vollständiger Konversion wird insbesondere eine Konversion über 95 %, bevorzugt über 98 % oder 99 %, verstanden. Es ist bekannt, Konversionselemente mit einer Quantenstruktur in optoelektronischen Bauelementen einzusetzen. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung ist das Konversionselement dabei selbst eine epitaktisch aufgewachsene Quantenstruktur in Form eines makroskopischen Plättchens, ungefähr in der

Größenordung der Emissionsfläche der Primärlichtquelle, während gemäß der vorliegenden Erfindung das

Konversionselement Konverterpartikel mit einer epitaktisch aufgewachsenen Quantenstruktur umfasst, in Form von

mikroskopischen Körnern beziehungsweise Konverterpartikeln, ungefähr in der Größenordnung von typischen Leuchtstoff- Konverterpartikeln. Mit Vorteil fällt durch den Einsatz von Konverterpartikeln eine entsprechende Sortierung der

epitaktisch aufgewachsenen Quantenstrukturen ("Binning") entsprechend ihrer Farborte weg, da sich die Unterschiede in der Wellenlänge der emittierten Sekundärstrahlung beim

Zerkleinern der Wafer mit der epitaktisch aufgewachsenen Quantenstruktur mittein. Zusätzlich vereinfacht sich die Prozesskette, da oft keine zusätzliche Haftschicht notwendig ist, um das Konversionselement zu befestigen. Zudem ist der Farbort der Gesamtstrahlung des Bauelements durch die

Konzentration an Konverterpartikeln einfach einstellbar.

Bisher bestand das Problem, das der grüne Farbort des

Konversionselements nach der Waferprozessierung nicht mehr flexibel ist. Folglich konnten Farbortkorrekturen nur durch Anpassen eines gegebenenfalls in dem Bauelement zusätzlichen Leuchtstoffs durchgeführt werden. Damit konnte der Farbort der Gesamtstrahlung des Bauelements aber nur entlang einer roten Konversionslinie bewegt werden. Weitere Anpassungen erforderten automatisch eine neue zeitaufwendige

Prozessierung des Konversionselements und eine

Anpassung der Epitaxiestruktur. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Konverterpartikeln, also insbesondere der Verwendung des Konverters in Partikelform, können diese wie ein Leuchtstoff verarbeitet werden und die Konzentration durch Erhöhung beziehungsweise Verringerung der

Partikelzahlen angepasst werden. Die Konverterpartikel können somit gegebenenfalls zusammen mit anderen Leuchtstoffen mit Standardprozessen weiterverarbeitet werden. Durch die

Konverterpartikel können somit Prozesszeiten verkürzt werden, die Zahl der Prozessschritte verringert werden und damit die Fertigungskosten gesenkt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Halbleiterchip um eine Schichtenfolge mit einer aktiven

Schicht, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb der

Beleuchtungsvorrichtung eine elektromagnetische

Primärstrahlung zu emittieren.

Unter "Schichtenfolge" ist in diesem Zusammenhang eine mehr als eine Schicht umfassende Schichtenfolge zu verstehen, beispielsweise eine Folge einer p-dotierten und einer n- dotierten Halbleiterschicht, wobei die Schichten übereinander angeordnet sind und wobei zumindest eine aktive Schicht enthalten ist, die elektromagnetische Primärstrahlung

emittiert . Die Schichtenfolge kann als Epitaxieschichtenfolge oder als strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer

Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene

Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein. Dabei kann die Schichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InGaAlN ausgeführt sein. InGaAlN-basierte Halbleiterchips und

Halbleiterschichtenfolgen sind insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten

aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem In _x Al _y Gai_ _x _ _y N mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1

aufweist. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlN aufweisen, können beispielsweise elektromagnetische Strahlung in einem

ultravioletten bis blauen Wellenlängenbereich emittieren.

Die aktive Halbleiterschichtenfolge kann neben der aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und funktionelle

Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte

Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder

Löchertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement- , Cladding- oder Wellenleiterschichten,

Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Weiterhin können beispielsweise auf einer dem

Aufwachssubstrat abgewandten Seite der

Halbleiterschichtenfolge eine oder mehrere Spiegelschichten aufgebracht sein. Die hier beschriebenen Strukturen, die aktive Schicht oder die weiteren funktionalen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere

hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. In einer Ausführungsform liegt die emittierte Primärstrahlung des Halbleiterchips beziehungsweise der aktiven Schicht der Schichtenfolge im nahen UV-Bereich bis blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Im nahen UV-Bereich kann dabei bedeuten, dass die emittierte Primärstrahlung eine

Peakwellenlänge zwischen einschließlich 350 nm und

einschließlich 420 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 380 nm und einschließlich 415 nm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 385 nm und einschließlich 415 nm, aufweist. Im blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums kann dabei bedeuten, dass die emittierte Primärstrahlung eine

Peakwellenlänge zwischen 420 nm und einschließlich 480 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 430 nm und einschließlich 460 nm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 440 nm und einschließlich 455 nm, aufweist.

Als "Peakwellenlänge" wird vorliegend die Wellenlänge eines Peaks bezeichnet, bei der die maximale Intensität des Peaks liegt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der

Halbleiterchip beziehungsweise die Schichtenfolge eine

Hauptstrahlungsaustrittsflächeauf, über der das

Konversionselement angeordnet ist.

Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.

Weiter kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen oder der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein.

Die Hauptstrahlungsaustrittsflache ist dabei eine Hauptfläche des Halbleiterchips beziehungsweise der Schichtenfolge. Die Hauptstrahlungsaustrittsfläche erstreckt sich insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene der

Halbleiterschichten der Schichtenfolge. Beispielsweise tritt mindestens 51 % oder 90 % der die Schichtenfolge verlassenden Primärstrahlung über die Hauptstrahlungsaustrittsflächeaus der Schichtenfolge heraus. In einer Ausführungsform weist das Konversionselement einen direkten mechanischen Kontakt zu dem Halbleiterchip

beziehungsweise der Schichtenfolge, insbesondere zu der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche, auf . In einer Ausführungsform ist das Konversionselement

vollflächig über dem Halbleiterchip beziehungsweise der

Schichtenfolge, insbesondere dessen oder deren

Hauptstrahlungsaustrittsfläche angeordnet. Zusätzlich kann das Konversionselement über den Seitenflächen des

Halbleiterchips beziehungsweise der Schichtenfolge angeordnet sein .

Durch die Quantenstruktur der Konverterpartikel kann

insbesondere im Vergleich zu Leuchtstoffen eine spektral schmalbandige Emission beispielsweise mit einer

Halbwertsbreite (füll width at half maximum, FWHM) von kleiner 50 nm, insbesondere im Bereich von 30 nm im grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums erzielt werden, während bekannte grüne Leuchtstoffe typischerweise eine

Emission mit einer Halbwertsbreite zwischen etwa 50 nm und 100 nm aufweisen. Die Emissionspeaks der Konverterpartikel zeigen damit insbesondere eine sehr große Überlappung mit dem Transmissionsbereich eines Standard-Grünfilters, so dass nur wenig Licht verlorengeht und der erreichbare Farbraum groß ist .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Sekundärstrahlung der Konverterpartikel im grünen

Spektralbereich eine Halbwertsbreite von mindestens 15 nm oder 20 nm oder 25 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Halbwertsbreite der Sekundärstrahlung der

Konverterpartikel bei höchstens 50 nm oder 40 nm oder 30 nm.

Dass die Sekundärstrahlung im grünen Spektralbereich liegt, bedeutet insbesondere, dass diese eine Peakwellenlänge im Bereich von einschließlich 500 nm bis einschließlich 680 nm, bevorzugt von einschließlich 500 nm bis einschließlich 600 nm, besonders bevorzugt von einschließlich 510 nm bis einschließlich 580 nm, ganz besonders bevorzugt zwischen einschließlich 520 nm und einschließlich 545 nm, aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Quantenschichten In _x Ga _] __ _x N mit 0,1 -S x -S 0,5, bevorzugt 0,2 < x -S 0,4 auf oder die Quantenschichten bestehen aus In _x Ga _] __ _x N mit 0,1 < x < 0,5, bevorzugt 0,2 < x < 0,4. Die

Quantenschichten sind durch ihre Zusammensetzung für die Peakwellenlänge der Sekundärstrahlung verantwortlich.

Insbesondere bestimmt der Indiumgehalt die Peakwellenlänge der Sekundärstrahlung. So liegt die Peakwellenlänge der Sekundärstrahlung beispielweise bei λ = 490 nm bei einem Indiumgehalt von etwa 20 mol% in Bezug auf die Gesamtmenge an Gallium und Indium, das heißt bei x = 0,2 und einer

Schichtdicke der Quantenschichten von 2 nm bis 5 nm. Die Peakwellenlänge der Sekundärstrahlung liegt beispielsweise bei 580 nm bei einem Indiumgehalt von 40 mol% in Bezug auf die Gesamtmenge an Gallium und Indium, das heißt bei x = 0,4 und einer Schichtdicke der Quantenschichten von 2 nm bis 5 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Quantenschichten eine Schichtdicke von einschließlich 2,0 nm bis einschließlich 5,0 nm, bevorzugt von 2,0 bis 4,0 nm, besonders bevorzugt von einschließlich 2,5 nm bis

einschließlich 3,5 nm, auf. Beispielsweise weisen die

Quantenschichten eine Schichtdicke von beispielsweise 2,9 nm auf. Überschreitet die Schichtdicke einer Quantenschicht 5 nm, sinkt die interne Quanteneffizienz. Liegt die

Schichtdicke einer Quantenschicht unter 2,0 nm, steigt die Bandlücke, dadurch wird die Peakwellenlänge der

Sekundärstrahlung zu kürzeren Wellenlängen verschoben und es ist ein höherer Indiumgehalt der Quantenschicht notwendig, um die gewünschte Peakwellenlänge zu erreichen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Barriereschichten AlyGa _] _-yN mit 0,0 ^ y ^ 0,5, bevorzugt 0,0 < y < 0,4, besonders bevorzugt 0,0 ^ y ^ 0,3, ganz besonders bevorzugt y = 0 auf oder bestehen aus diesem Material. Ganz besonders bevorzugt umfassen die Barriereschichten GaN oder bestehen aus GaN. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Barriereschichten eine Schichtdicke von einschließlich 1,5 nm bis einschließlich 100 nm, bevorzugt 1,5 nm bis

einschließlich 17,5 nm auf, beispielweise 16 nm oder 17 nm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform bilden eine Barriereschicht und eine Quantenschicht jeweils eine

Doppelschicht. Bevorzugt weisen die Konverterpartikel

einschließlich fünf bis einschließlich 200 Doppelschichten auf. Je nach Anzahl der Doppelschichten kann der gewünschte Anteil an Primärstrahlung, der in Sekundärstrahlung

konvertiert wird, an die gewünschten Anforderungen angepasst werden. Mit Vorteil ist es somit sehr einfach möglich, den Konversionsgrad der Konverterpartikel einzustellen.

Eine Vollkonversion der Primärstrahlung kann erfolgen, wenn die Quantenstruktur 120 bis 200 Doppelschichten umfasst oder daraus besteht. Eine Teilkonversion kann erfolgen, wenn die Quantenstruktur fünf bis 120, bevorzugt zehn bis 50

Doppelschichten umfasst oder daraus besteht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine

Doppelschicht eine Schichtdicke von einschließlich 3,5 nm bis 105 nm, bevorzugt 3,5 nm bis einschließlich 21,5 nm auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen die

Konverterpartikel eine Pufferschicht. Die Pufferschicht kann aus AlyGa _] __yN mit 0 ^ y ^ 0,5, bevorzugt 0,0 -S

y -S 0,4, besonders bevorzugt 0,0 -S y -S 0,3, ganz besonders bevorzugt y = 0 bestehen oder dieses Material aufweisen.

Bevorzugt weist die Pufferschicht dasselbe Material auf wie die Barriereschichten. Die Quantenstruktur ist bevorzugt über der Pufferschicht angeordnet, wobei eine Quantenschicht über der Pufferschicht angeordnet ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Quantenstruktur oder die Pufferschicht und die Quantenstruktur auf einem Substrat angeordnet und/oder aufgewachsen. Bevorzugt ist die Quantenstruktur oder die Pufferschicht und die

Quantenstruktur epitaktisch gewachsen, zum Beispiel auf einem lichtdurchlässigen Aufwachssubstrat wie Saphir. Unter

lichtdurchlässig wird verstanden, dass das Substrat zumindest teilweise durchlässig für die Primärstrahlung als auch für die Sekundärstrahlung ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Konverterpartikel eine Schichtdicke von einschließlich 0,5 nm bis einschließlich 200 ym, bevorzugt von einschließlich 1 nm bis einschließlich 100 ym, besonders bevorzugt von

einschließlich 5 nm bis einschließlich 30 ym, auf. Wenn die Konverterpartikel ein Substrat aufweisen, liegt die

Schichtdicke bevorzugt zwischen einschließlich 0,5 ym und einschließlich 200 ym, besonders bevorzugt zwischen

einschließlich 0,5 ym und einschließlich 100 ym, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 0,5 ym und einschließlich 30 ym. Unter der Schichtdicke der Konverterpartikel kann insbesondere auch der Korndurchmesser der Konverterpartikel verstanden werden. Konverterpartikel mit Schichtdicken unterhalb von 0,5 ym weisen vorzugsweise kein Substrat auf. Es ist dennoch möglich, dass die Quantenstruktur oder die Pufferschicht und die Quantenstruktur von Konverterpartikeln ohne Substrat zunächst auf einem Substrat epitaktisch

aufgewachsen sind und dann das Substrat beispielsweise mittels eines Laser-Lift-Off-Verfahrens entfernt wurde.

Möglich ist auch, dass das Substrat, je nach Anforderungen an die Schichtdicke der Konverterpartikel, durch Schleif- oder Polierprozesse gedünnt wird. Damit ist es insbesondere bei substratlosen Konverterpartikeln möglich, diese besonders dünn auszugestalten, wodurch auch die Schichtdicke des

Konversionselements, beispielsweise ausgeformt als Verguss oder Schicht, verringert werden kann.

Die Konverterpartikel können gemäß einer Ausführungsform hergestellt sein, indem ein entsprechender Wafer umfassend das Substrat, der Pufferschicht und der Quantenstruktur durch Trenntechniken zu den entsprechenden Konverterpartikeln vereinzelt wird. Bevorzugt findet die Trennung lateral, also durch die abgeschiedenen Schichten (Substrat, Pufferschicht, Quantenstruktur) statt. Anstelle des Trennprozesses kann die Vereinzelung aber auch mechanisch, beispielsweise mithilfe einer Kugelmühle, erfolgen. Es ist auch möglich, dass das Substrat vor der Vereinzelung entfernt wird, beispielsweise durch ein Laser-Lift-Off-Verfahren . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die

Konverterpartikel einen Kern und eine Hülle auf, wobei der Kern vollständig von der Hülle umgeben ist. Der Kern umfasst die Quantenstruktur, die Quantenstruktur und die

Pufferschicht oder die Quantenstruktur, die Pufferschicht und das Substrat. Möglich ist auch, dass der Kern aus der

Quantenstruktur, der Quantenstruktur und der Pufferschicht oder der Quantenstruktur, der Pufferschicht und dem Substrat besteht. Die Hülle ist insbesondere sowohl transparent für die Primärstrahlung als auch für die Sekundärstrahlung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

Konversionselement ein Matrixmaterial, in dem die

Konverterpartikel eingebettet sind. Die Konverterpartikel können in dem Matrixmaterial verteilt sein, beispielsweise sind sie in dem Matrixmaterial homogen oder zufällig

verteilt . Das Matrixmaterial ist sowohl transparent für die Primärstrahlung als auch für die Sekundärstrahlung und ist beispielsweise ausgewählt aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus: Gläser, Silikone, Epoxidharze, Polysilazane, Polymethacrylate und Polycarbonate sowie Kombinationen davon. Unter transparent wird verstanden, dass das Matrixmaterial zumindest teilweise durchlässig für die Primärstrahlung als auch für die Sekundärstrahlung ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Konverterpartikel in dem Konversionselement beziehungsweise dem Matrixmaterial homogen oder zufällig verteilt.

Es ist auch möglich, dass die Konverterpartikel in dem

Konversionselement beziehungsweise dem Matrixmaterial mit einem Konzentrationsgradienten verteilt sind. Insbesondere ist die Konzentration an Konverterpartikeln in den Bereichen des Konversionselements, die sich näher an der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips befinden, höher als in Bereichen des Konversionselements, die sich weiter entfernt von der Hauptstrahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips befinden. Dies kann beispielsweise durch Sedimentation der Konverterpartikel beispielsweise vor dem Aushärten des Matrixmaterials erfolgen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Hülle einen Brechungsindex auf, der zwischen dem Brechungsindex des

Matrixmaterials und des Brechungsindex des Kerns liegt. Die Hülle kann beispielsweise eine Schichtdicke zwischen 1 nm und 100 nm aufweisen und kann vorzugsweise den Kern vollständig umgeben. Als Material kann ein anorganisches Material, beispielsweise ein Aluminiumoxid, ein Aluminiumnitrid, ein Titanoxid oder ein Siliziumoxid für die Hülle verwendet werden. Mit Vorteil kann die Primär- und/oder

Sekundärstrahlung damit an den Konverterpartikeln gestreut werden . Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

Konversionselement Streupartikel, beispielsweise aus einem Titanoxid oder Aluminiumoxid. Mit Vorteil kann die Primär- und/oder Sekundärstrahlung damit an den Konverterpartikeln gestreut werden. Damit kann eine homogene

Abstrahlcharakteristik der Gesamtstrahlung des Bauelements erzielt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

Konversionselement einen Leuchtstoff, insbesondere Partikel eines Leuchtstoffs. Der Leuchtstoff ist insbesondere dazu eingerichtet, die Primärstrahlung teilweise in eine

Sekundärstrahlung im roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu konvertieren. Beispielsweise emittiert der Halbleiterchip eine Strahlung im blauen Bereich des

elektromagnetischen Spektrums, die Primärstrahlung wird teilweise von den Konverterpartikeln und teilweise von dem Leuchtstoff in eine Sekundärstrahlung im grünen und im roten Spektralbereich konvertiert. Die Gesamtstrahlung kann sich aus einer Überlagerung der blauen Primärstrahlung und der grünen und roten Sekundärstrahlung ergeben und bei einem Betrachter einen weißen Leuchteindruck erwecken.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert das

Bauelement in dessen Betrieb eine weiße Gesamtstrahlung. Die weiße Gesamtstrahlung weist vorzugsweise eine Farbtemperatur von 5000 K bis 20000 K auf. Als roter Bereich des elektromagnetischen Spektrums wird der Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen 580 nm und 650 nm verstanden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff aus einer Gruppe ausgewählt, die (Ca, Sr) AIS1N3 : Eu ²⁺ ,

Sr (Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ : Eu ²⁺ , (Sr, Ca) AlSiN ₃ *Si ₂ N ₂ 0 : Eu ²⁺ ,

(Ca, Ba, Sr) ₂ Si ₅ N ₈ :Eu ²⁺ , (Sr,Ca) [L1AI3N4] :Eu ²⁺ ,

(K, a) 2 ( Si , i ) Fg : Mn^+ und Kombinationen daraus umfasst. Die Leuchtstoffe zeichnen sich insbesondere durch eine geringe Halbwertsbreite ihres Emissionsspektrums aus. Die

Halbwertsbreite liegt bevorzugt unter 90 nm. Es handelt sich also um schmalbandige Leuchtstoffe. Kombiniert mit den schmalbandigen Konverterpartikeln kann eine hohe Farbreinheit des optoelektronischen Bauelements erzielt werden, wodurch eine hohe Farbraumabdeckung mit hoher Effizienz erzielbar ist. Die Bandbreite an Farben, die an einem Display

wiedergegeben werden können, ist durch das aufgespannte

Farbdreieck der Farben Rot, Grün und Blau limitiert. Diese Farben werden von dem Spektrum für die Hinterleuchtung von roten, grünen und blauen Farbfiltern entsprechend

herausgefiltert. Jedoch ist der Wellenlängenbereich der transmittierten Strahlung der Farbfilter immer noch sehr breit. Deshalb werden optoelektronische Bauelemente mit sehr schmalbandigen Emissionen, also einer geringen

Halbwertsbreite, im grünen, blauen und roten Spektralbereich benötigt, um einen möglichst breiten Farbraum abzudecken. Die Konverterpartikel weisen eine schmalbandige Emission auf, so dass das optoelektronische Bauelement gemäß dieser

Ausführungsform insbesondere für Hinterleuchtungsanwendungen von Displays geeignet ist. Die Dominanzwellenlängen der nitridischen Leuchtstoffe, also von (Ca, Sr) AIS1N3 :Eu ²⁺ , Sr (Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ : Eu ^{2 +} ,

(Sr, Ca) AlSiN ₃ *Si ₂ N ₂ 0:Eu ²⁺ , (Ca,Ba, Sr) ₂ Si ₅ N ₈ :Eu ²⁺ ,

(Sr,Ca) [L1AI3N4 ] : Eu ²⁺ , liegen beispielweise bei einer

Anregung mit einer Primärstrahlung einer Peakwellenlänge von 460 nm im Bereich von 590 nm bis 640 nm. Zudem können sich die Dominanzwellenlängen der nitridischen Leuchtstoffe im Bereich von 595 nm bis 625 nm für die Materialsysteme

(Ca, Sr) AlSiN ₃ :Eu ²⁺ , Sr (Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ : Eu ²⁺ ,

(Sr, Ca) AlSiN3*Si ₂ N ₂ 0:Eu ²⁺ befinden. Zudem können sich die

Dominanzwellenlängen der nitridischen Materialien im Bereich von 623 nm bis 633 nm für das Materialsystem

(Sr,Ca) [L1AI3N4] :Eu ²⁺ befinden. Weiterhin können sich die

Dominanzwellenlängen der nitridischen Materialien im Bereich von 590 nm bis 610 nm für das Materialsystem

(Ca, Ba, Sr) ₂ Si5 g :Eu ⁺ befinden.

Die Dominanzwellenlänge ist eine Möglichkeit, nichtspektrale (polychromatische) Lichtmischungen durch spektrales

(monochromatisches) Licht, welches eine ähnliche

Farbtonwahrnehmung erzeugt, zu beschreiben. Im CIE-Farbraum kann die Linie, die einen Punkt für eine bestimmte Farbe und den Punkt Cx = 0.333, Cy = 0.333 verbindet, so extrapoliert werden, dass sie den Umriss des Raums in zwei Punkten trifft. Der Schnittpunkt, der näher an der besagten Farbe liegt, repräsentiert die Dominanzwellenlänge der Farbe als

Wellenlänge der reinen spektralen Farbe an diesem

Schnittpunkt. Die Dominanzwellenlänge ist also die

Wellenlänge, die von dem menschlichen Auge wahrgenommen wird. Die Farborte der nitridischen Leuchtstoffe liegen beispielsweise bei einer Anregung mit einer Primärstrahlung einer Peakwellenlänge von 460 nm im Bereich von Cx = 0.595 - 0.625; Cy = 0.370 - 0.400 beziehungsweise im Bereich von Cx = 0.655 - 0.685; Cy = 0.300 - 0.350 beziehungsweise im Bereich von Cx = 0.620 - 0.655; Cy = 0.340 - 0.370 für die

Materialsysteme (Ca, Sr) AlSiN ₃ : Eu ²⁺ , Sr (Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ : Eu ^{2 +} , (Sr,Ca) AlSiN ₃ *Si ₂ N ₂ 0 :Eu ²⁺ . Die Farborte liegen beispielsweise (Anregungswellenlänge =

460 nm) im Bereich von Cx = 0.680 - 0.715; Cy = 0.280 - 0.320 für das Materialsystem (Sr,Ca) [L1AI3N4] :Eu ²⁺ . Die Farborte liegen beispielsweise (Anregungswellenlänge = 460 nm) im Bereich von Cx = 0.610 - 0.650; Cy = 0.340 - 0.380 für das Materialsystem (Ca, Ba, Sr) ₂ Si5 g : Eu ²⁺ . Die Dominanzwellenlänge des fluoridischen Leuchtstoffmaterials befindet sich

beispielsweise bei einer Anregung mit einer Primärstrahlung einer Peakwellenlänge von 460 nm im Bereich von 610 - 630 nm. Die Dominanzwellenlänge des fluoridischen Leuchtstoffs

(K, a) 2 ( Si , i ) Fg : Mn^+ befindet sich zudem beispielsweise im

Bereich von 617 - 624 nm. Der Farbort des fluoridischen

Leuchtstoffs liegt beispielsweise bei einer Anregung mit einer Primärstrahlung einer Peakwellenlänge von 460 nm im Bereich von Cx = 0.680 - 0.710; Cy = 0.290 - 0.330. Die genannten Cx- und Cy-Werte beziehen sich bevorzugt auf die CIE-Normfarbtafel von 1931.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff eine Kombination aus (K, Na) 2 ( Si , Ti ) Fg : Mn^+ und (Ca, Sr) AlSiN ₃ :Eu ²⁺ , Sr (Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ : Eu ²⁺ , (Sr, Ca) AlSiN3*Si ₂ N ₂ 0:Eu ^{; +} , (Ca, Ba, Sr) ₂ Si ₅ N ₈ : Eu^+ oder (Sr,Ca) [L1AI3N4] :Eu ²⁺ .

Die Partikel der Leuchtstoffe können unabhängig voneinander eine mittlere Korngröße zwischen 1 ym und 50 ym, bevorzugt zwischen 5 ym und 40 ym, besonders bevorzugt zwischen 8 ym und 35 ym, aufweisen. Mit diesen Korngrößen wird die

Primärstrahlung beziehungsweise die Sekundärstrahlung an diesen Partikeln vorteilhafterweise wenig oder hauptsächlich in Vorwärtsrichtung gestreut, was Effizienzverluste

verringert .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform besteht das

Konversionselement aus den Konverterpartikeln, den

Streupartikeln und dem Matrixmaterial oder aus den

Konverterpartikeln, den Streupartikeln, den

LeuchtstoffPartikeln und dem Matrixmaterial.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

Konversionselement als ein Plättchen ausgebildet.

In einer Ausführungsform hat das Plättchen eine Schichtdicke von 1 ym bis 1 mm, bevorzugt 10 ym bis 300 ym, besonders bevorzugt 25 ym bis 200 ym.

Die Schichtdicke des gesamten Plättchens kann gleichmäßig sein. So kann über die gesamte Fläche des Plättchens ein konstanter Farbort erzielt werden. In einer Ausführungsform umfasst das Plättchen ein

Matrixmaterial, beispielsweise Silikon, in dem die

Konverterpartikel oder die Konverterpartikel und die

Leuchtstoffpartikel eingebettet sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

Konversionselement als ein Plättchen ausgebildet, das über dem Halbleiterchip beziehungsweise der Schichtenfolge

angeordnet ist.

Das Konversionselement kann als Plättchen ausgeformt direkt auf dem Halbleiterchip beziehungsweise der Schichtenfolge angebracht sein. Es ist möglich, dass das Plättchen die gesamte Oberfläche, insbesondere die

Hauptstrahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips

beziehungsweise der Schichtenfolge, vollständig bedeckt.

Das optoelektronische Bauelement kann ein Gehäuse umfassen In dem Gehäuse kann in der Mitte eine Ausnehmung vorhanden sein. Der Halbleiterchip kann in der Ausnehmung angebracht sein. Möglich ist auch, dass eine oder mehrere weitere

Halbleiterchips in der Ausnehmung angebracht sind.

Es ist möglich, dass die Ausnehmung mit einem den

Halbleiterchip beziehungsweise die Schichtenfolge abdeckenden Verguss aufgefüllt ist. Die Ausnehmung kann aber auch aus einem Luftraum bestehen.

In einer Ausführungsform ist das Konversionselement über der Ausnehmung des Gehäuses angeordnet. Bei dieser

Ausführungsform besteht insbesondere kein direkter und/oder formschlüssiger Kontakt des Konversionselements mit dem

Halbleiterchip beziehungsweise der Schichtenfolge, das heißt dass zwischen dem Konversionselement und dem Halbleiterchip ein Abstand bestehen kann. Mit anderen Worten ist das

Konversionselement dem Halbleiterchip nachgeordnet und wird von der Primärstrahlung angestrahlt. Zwischen dem

Konversionselement und dem Halbleiterchip kann dann ein Verguss oder ein Luftspalt ausgebildet sein. Diese Anordnung kann auch als "Remote Phosphor Conversion" bezeichnet werden.

In einer Ausführungsform ist das Konversionselement Teil eines Vergusses des Halbleiterchips oder das

Konversionselement bildet den Verguss.

In einer Ausführungsform ist das Konversionselement als eine Schicht ausgebildet. Die Schicht kann über der

Hauptstrahlungsaustrittsflache des Halbleiterchips oder über der Hauptstrahlungsaustrittsflache und den Seitenflächen des Halbleiterchips angeordnet sein. Die Schicht kann aufgesprüht oder aufgedruckt sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um eine lichtemittierende

Diode, kurz LED.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Figuren 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele von

Konverterpartikeln .

Figuren 3 bis 10 zeigen schematische Seitenansichten

verschiedener Ausführungsformen von optoelektronischen

Bauelementen .

Figur 1 zeigt den Aufbau eines Konverterpartikels 4 in einer schematischen Seitenansicht. Über dem Substrat 1,

beispielweise aus Saphir, ist eine Pufferschicht 2 aus GaN angeordnet. Über der Pufferschicht 2 ist die Quantenstruktur 3 angeordnet. Die Quantenstruktur 3 besteht aus

Quantenschichten 3a und Barriereschichten 3b, die

alternierend angeordnet sind, wobei direkt über der

Pufferschicht 2 eine Quantenschicht 3a angeordnet ist. Eine Quantenschicht 3a und eine Barriereschicht 3b bilden eine Doppelschicht 3c. Die Quantenschichten 3a bestehen

beispielsweise aus Ing _> 2^ ^a 0.8^ und die Barriereschichten 3b aus GaN. Durch den Indiumgehalt von 20 mol% bezogen auf die Gesamtmenge an Indium und Gallium ist der Konverterpartikel 4 dazu eingerichtet, eine Primärstrahlung im blauen

Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums,

beispielsweise mit einer Peakwellenlänge von 460 nm, in eine Sekundärstrahlung mit einer Peakwellenlänge von etwa 490 nm zu konvertieren. Eine Vollkonversion der Primärstrahlung kann dabei erfolgen, wenn die Quantenstruktur 3 aus 120 bis 200

Doppelschichten 3c besteht, und eine Teilkonversion, wenn die Quantenstruktur 3 aus fünf bis 120, bevorzugt zehn bis 50 Doppelschichten 3c besteht. Die Pufferschicht 2 und die

Quantenstruktur 3 sind auf dem Substrat 1 aus Saphir

epitaktisch aufgewachsen. Beispielweise weisen die

Quantenschichten 3a eine Schichtdicke von 2,9 nm und die Barriereschichten 3b eine Schichtdicke von 16 nm auf.

Figur 2A zeigt verschiedene Ausführungsformen eines

Konverterpartikels 4 in einer schematischen Seitenansicht. Der Konverterpartikel 4 besteht aus einem Substrat 1, einer Pufferschicht 2 (nicht gezeigt) und einer Quantenstruktur 3. Das Substrat 1 ist ein Saphirsubstrat, auf dem die

Pufferschicht 2 und die Quantenstruktur 3 epitaktisch

aufgewachsen sind. Das Substrat 1 kann dabei rechteckig, quadratisch (nicht gezeigt) , fünfeckig, sechseckig oder in Form eines Kegelstumpfes, ausgeformt sein. Je nach Geometrie des Substrats kann die Lichtauskopplung an die entsprechenden Anforderungen angepasst werden.

Figur 2B zeigt eine Ausführungsform eines Konverterpartikels 4 in einer schematischen Seitenansicht. Der Konverterpartikel 4 besteht aus einem Substrat 1, einer Pufferschicht 2 und einer Quantenstruktur 3. Die Schichtdicke der Quantenstruktur dg kann beispielsweise unter 10 ym liegen, die laterale

Ausdehnung A zwischen 0,5 ym und 200 ym und die Schichtdicke des Substrats bei 5 ym bis 150 ym.

Figur 2C zeigt eine Ausführungsform eines Konverterpartikels 4 in einer schematischen Seitenansicht, der nur aus der

Quantenstruktur 3 besteht.

Figur 2D zeigt eine Ausführungsform eines Konverterpartikels 4 in einer schematischen Seitenansicht. Der Konverterpartikel 4 umfasst eine Hülle 5 und einen Kern 6, der aus der

Quantenstruktur 3 und der Pufferschicht 2 besteht.

Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines

Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 100, insbesondere einer lichtemittierenden Diode. Das

optoelektronische Bauelement 100 weist einen Halbleiterchip 11 auf, der im Betrieb Primärstrahlung im blauen Bereich des des elektromagnetischen Spektrums, beispielsweise mit einer Peakwellenlänge von 460 nm, emittiert. Der Halbleiterchip 11 basiert beispielsweise auf Indiumgalliumnitrid. Der

Halbleiterchip 11 ist auf einem ersten elektrischen Anschluss 8 befestigt und elektrisch mit dem ersten elektrischen

Anschluss 8 kontaktiert. Über einen Bonddraht 10,

beispielsweise aus Gold, ist der Halbleiterchip 11 mit einem zweiten elektrischen Anschluss 9 kontaktiert. Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste und zweite elektrische Anschluss 8, 9 in ein

lichtundurchlässiges, zum Beispiel vorgefertigtes, Gehäuse 7 mit einer Ausnehmung 12 eingebettet. Unter "vorgefertigt" ist zu verstehen, dass das Gehäuse 7 bereits an den Anschlüssen 8, 9 beispielsweise mittels Spritzguss fertig gebildet ist, bevor der Halbleiterchip 11 auf die Anschlüsse 8, 9 montiert wird. Das Gehäuse 7 umfasst zum Beispiel einen

lichtundurchlässigen Kunststoff, wie ein Polyphthalamid, und die Ausnehmung 12 ist als Reflektor für die Primärstrahlung und Sekundärstrahlung ausgebildet, wobei die Reflexion durch das Gehäusematerial oder gegebenenfalls durch eine geeignete Beschichtung der Innenwände der Ausnehmung 12 realisiert werden kann. Die Anschlüsse 8, 9 sind aus einem Metall gebildet, beispielsweise aus Ag oder AI, das eine

Reflektivität für die Primärstrahlung größer als 60 %, bevorzugt größer als 70 %, besonders bevorzugt größer als 80 aufweist . Das Konversionselement 15 ist beim Ausführungsbeispiel der

Figur 3 in Form eines Vergusses 13 ausgebildet und füllt die Ausnehmung 12 aus. Dabei umfasst das Konversionselement 15 ein Silikon oder ein Epoxid, in dem Konverterpartikel 4 und Leuchtstoffpartikel 14 eingebettet sind. Die

Konverterpartikel 4 und die Leuchtstoffpartikel 14 sind in dem Konversionselement 15 homogen verteilt. Möglich ist auch, dass die Konverterpartikel 4 und die Leuchtstoffpartikel 14 durch Sedimentation an der Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA des Halbleiterchips und dem Gehäuseboden GB konzentriert sind. Als Leuchtstoff wird beispielsweise

Sr (Ca, Sr) Si2Al2 g : Eu2+ eingesetzt. Der Leuchtstoff ist dazu eingerichtet, die Primärstrahlung im blauen Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums teilweise in eine Sekundärstrahlung im roten Spektralbereich und einer

Halbwertsbreite unter 85 nm zu konvertieren.

Die Konverterpartikel 4 umfassen beispielsweise ein Substrat, beispielweise aus Saphir, und eine darüber angeordnete

Pufferschicht aus GaN. Über der Pufferschicht ist die

Quantenstruktur angeordnet. Die Quantenstruktur besteht aus Quantenschichten und Barriereschichten, die alternierend angeordnet sind, wobei direkt über der Pufferschicht eine Quantenschicht angeordnet ist. Die Quantenschichten bestehen beispielsweise aus Ing.4Gao.6 und die Barriereschichten aus

GaN. Durch den Indiumgehalt von 40 mol%, bezogen auf die Gesamtmenge an Indium und Gallium, sind die Konverterpartikel dazu eingerichtet, die Primärstrahlung im blauen

Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums teilweise in eine Sekundärstrahlung mit einer Peakwellenlänge von etwa 580 nm und einer Halbwertsbreite unter 50 nm zu konvertieren. Die Quantenstruktur besteht aus zehn bis 50 Doppelschichten, wobei eine Doppelschicht aus einer Quantenschicht und einer Barriereschicht besteht. Beispielweise weisen die

Quantenschichten 3a eine Schichtdicke von 2,9 nm und die Barriereschichten 3b eine Schichtdicke von 16 nm auf.

Die Gesamtstrahlung setzt sich aus der Primärstrahlung und den Sekundärstrahlungen im grünen und roten Spektralbereich zusammen und erzeugt beim Betrachter einen weißen

Leuchteindruck. Die Gesamtstrahlung weist bevorzugt eine Farbtemperatur von 5000 K bis 20000 K auf und liegt damit bevorzugt in der Nähe der Planck 'sehen Strahlungskurve oder in der Nähe der jeweiligen Isothermen. Im CIE-Farbdiagramm (1931) liegen die Farbkoordinaten des Bauelements

beispielsweise bei Farborten im Bereich von Cx 0,20 - 0,40 und Cy 0,20 - 0,40, bevorzugt im Bereich von Cx 0,22 - 0,35 und Cy 0,22 - 0,35. Der Farbort bezeichnet Punkte in oder auf einem Farbkörper, welcher im Farbraum mit geeigneten

Koordinaten in seiner Lage beschrieben wird. Der Farbort repräsentiert die für einen Betrachter wahrgenommene Farbe. Die Gesamtstrahlung wird nach oben über das

Konversionselement 15 abgestrahlt.

In dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 enthält das

Konversionselement 15 im Unterschied zu dem Bauelement in Figur 3 keine Leuchtstoffpartikel . Die Konverterpartikel 4 sind dazu eingerichtet, die Primärstrahlung im blauen

Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums vollständig oder nahezu vollständig in eine Sekundärstrahlung im grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu konvertieren. Die Quantenstruktur der Konverterpartikel 4 besteht aus 120 bis 200 Doppelschichten, wobei eine Doppelschicht aus einer Quantenschicht und einer Barriereschicht besteht. Die

Konverterpartikel 4 sind durch Sedimentation an der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA des Halbleiterchips und dem Gehäuseboden GB des Konversionselements 15 konzentriert.

Möglich ist aber auch eine homogene Verteilung der

Konverterpartikel 4 in dem Konversionselement 15.

Die Gesamtstrahlung besteht vollständig oder nahezu

vollständig aus der Sekundärstrahlung im grünen

Spektralbereich .

Alternativ können die Konverterpartikel 4 dazu eingerichtet sein, die Primärstrahlung im blauen Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums teilweise in eine

Sekundärstrahlung im grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu konvertieren. Die Gesamtstrahlung setzt sich gemäß dieser alternativen Ausführungsform aus der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung im grünen

Spektralbereich zusammen. Der Anteil an Primärstrahlung kann an der Gesamtstrahlung zwischen 0 und 99 % liegen, wobei 0 % einer Vollkonversion entspricht. Die Farborte der Gesamtstrahlung liegen im CIE- Farbdiagramm auf der Konversionslinie zwischen den Farborten der reinen Primärstrahlung und den reinen Farborten der

Sekundärstrahlung.

In dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 ist im Unterschied zu dem Bauelement in Figur 3 das Konversionselement 15 als Schicht ausgebildet. Die Schicht kann aufgesprüht oder aufgedruckt sein. Das Konversionselement 15 ist über der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips 11 angeordnet. Insbesondere kann zwischen dem Konversionselement 15 und dem Halbleiterchip 11 eine Haftschicht (nicht

gezeigt), beispielweise aus Silikon, angeordnet sein. In der Ausnehmung 12 des Gehäuses 7 ist ein Verguss 13 angeordnet, der insbesondere transparent für die Sekundärstrahlung oder die die Sekundärstrahlung und die Primärstrahlung ausgebildet ist .

In dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 ist im Unterschied zu dem Bauelement in Figur 4 das Konversionselement 15 als Schicht ausgebildet. Das Konversionselement 15 ist über der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips 11 angeordnet. Insbesondere kann zwischen dem Konversionselement 15 und dem Halbleiterchip 11 eine Haftschicht (nicht

gezeigt), beispielweise aus Silikon, angeordnet sein. In der Ausnehmung 12 des Gehäuses 7 ist ein Verguss 13 angeordnet, der insbesondere transparent für die Sekundärstrahlung und die Primärstrahlung ausgebildet ist. In dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 ist ein Halbleiterchip 11 auf einem Substrat 16 angeordnet. Das Substrat 16 ist

reflektierend für die Primärstrahlung ausgebildet. Über dem Substrat 16 und über den Seitenflächen des Halbleiterchips IIa ist eine erste reflektierende Schicht 17a angeordnet. Der Halbleiterchip 11 emittiert die Primärstrahlung damit nur über die Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA. Das

Konversionselement 15 ist als Schicht ausgebildet. Das

Konversionselement 15 ist über der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA des Halbleiterchips 11 und über der ersten reflektierenden Schicht 17a angeordnet.

Zwischen dem Konversionselement 15 und der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA und zwischen dem

Konversionselement 15 und der ersten reflektierenden Schicht 17a kann eine Haftschicht (nicht gezeigt) angeordnet sein. Das Konversionselement 15 enthält ein Matrixmaterial und Konverterpartikel 4. Die Konverterpartikel 4 können wie in den Figuren 1, 2, 3 oder 4 beschrieben ausgebildet sein.

Zusätzlich können Leuchtstoffpartikel von dem

Konversionselement 15 umfasst sein, die die Primärstrahlung teilweise in eine Sekundärstrahlung im roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittieren. Über dem

Konversionselement 15 ist eine zweite reflektierende Schicht 17b angeordnet. Die reflektierenden Schichten 17a und 17b umfassen beispielsweise Titandioxid-Partikel. Die

Titandioxid-Partikel können in einem Matrixmaterial wie

Silikon eingebettet sein. Beispielsweise enthalten die reflektierenden Schichten 17a, 17b 10 bis 99 Vol.-%, bevorzugt 20 bis 80 Vol.-% Titandioxid-Partikel in Bezug auf das Gesamtvolumen der reflektierenden Schichten 17a, 17b. Die reflektierenden Schichten 17a, 17b sind insbesondere

reflektierend für die Primärstrahlung und die

Sekundärstrahlung ausgebildet.

Alternativ kann anstelle der reflektierenden Schicht 17a auch hier das Konversionselement 15 ausgebildet sein. In dieser alternativen Ausführungsform sind die

Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA des Halbleiterchips sowie die Seitenflächen des Halbleiterchips IIa von dem

Konversionselement 15 bedeckt.

Die Gesamtstrahlung wird in diesem Ausführungsbeispiel seitlich über das Konversionselement 15 abgestrahlt.

In dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 ist im Gegensatz zu dem in Figur 7 gezeigten Bauelement das Konversionselement 15 nur über der Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA des

Halbleiterchips angeordnet. Über den Seitenflächen des

Konversionselements 15a und der ersten reflektierenden

Schicht 17a ist ein transparenter Verguss 13 angeordnet, beispielsweise aus Silikon. Die Gesamtstrahlung wird in diesem Ausführungsbeispiel seitlich über das

Konversionselement 15 und über den Verguss 13 nach außen abgestrahlt .

In dem in Figur 9A dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 ist ein Konversionselement 15 über einem Halbleiterchip 11 angeordnet. Der

Halbleiterchip 11 ist auf einem ersten elektrischen Anschluss 8 und einem zweiten elektrischen Anschluss 9 angeordnet und elektrisch kontaktiert. Der Halbleiterchip 11 emittiert eine Primärstrahlung im blauen Spektralbereich. Das

Konversionselement 15 ist als Schicht ausgebildet. Zwischen dem Konversionselement 15 und der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche SA kann eine Haftschicht

(nicht gezeigt) angeordnet sein. Das Konversionselement 15 enthält ein Matrixmaterial, Leuchtstoffpartikel 14 und

Konverterpartikel 4. Die Leuchtstoffpartikel 14 und die

Konverterpartikel 4 können wie in den Figuren 1, 2, 3 oder 4 beschrieben ausgebildet sein. Über den Seitenflächen des Konversionselements 15a und den Seitenflächen des

Halbleiterchips IIa ist eine reflektierende Schicht 17 angeordnet. Die reflektierende Schicht 17 umfasst

beispielsweise Titandioxid-Partikel. Die Titandioxid-Partikel können in einem Matrixmaterial wie Silikon eingebettet sein. Beispielsweise enthält die reflektierende Schicht 10 bis 99 Vol.-%, bevorzugt 20 bis 80 Vol.-% Titandioxid-Partikel in Bezug auf das Gesamtvolumen der reflektierenden Schicht 17. Die reflektierende Schicht 17 ist reflektierend für die

Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung ausgebildet. Die

Gesamtstrahlung wird in diesem Ausführungsbeispiel nach oben über das Konversionselement 15 abgestrahlt. Insbesondere handelt es sich bei der Gesamtstrahlung um weiße Strahlung aus einer Überlagerung der Primärstrahlung und der

Sekundärstrahlungen im grünen und roten Spektralbereich.

In dem in Figur 9B dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 ist ein Konversionselement 15 über einem Halbleiterchip 11 und einer reflektierenden Schicht 17 angeordnet. Der Halbleiterchip 11 ist auf einem ersten elektrischen Anschluss 8 und einem zweiten

elektrischen Anschluss 9 angeordnet und elektrisch

kontaktiert. Der Halbleiterchip 11 emittiert eine Primärstrahlung im blauen Spektralbereich. Das

Konversionselement 15 ist als Schicht ausgebildet. Zwischen dem Konversionselement 15 und der

Hauptstrahlungsaustrittsflache SA des Halbleiterchips 11 kann eine Haftschicht (nicht gezeigt) angeordnet sein. Das

Konversionselement 15 enthält ein Matrixmaterial und

Konverterpartikel 4. Die Konverterpartikel 4 können wie in den Figuren 1, 2, 3 oder 4 beschrieben ausgebildet sein. Über den Seitenflächen des Halbleiterchips IIa ist die

reflektierende Schicht 17 angeordnet. Die reflektierende

Schicht 17 umfasst beispielsweise Titandioxid-Partikel. Die reflektierende Schicht 17 ist reflektierend für die

Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung ausgebildet. Die Gesamtstrahlung wird in diesem Ausführungsbeispiel nach oben und seitlich über das Konversionselement 15 abgestrahlt.

In dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 enthält das

Konversionselement 15 im Unterschied zu dem Bauelement in Figur 9A keine Leuchtstoffpartikel . Die Konverterpartikel 4 sind dazu eingerichtet, die Primärstrahlung im blauen

Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums teilweise oder vollständig beziehungsweise nahezu vollständig in eine Sekundärstrahlung im grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu konvertieren. Die Farborte der Gesamtstrahlung liegen im CIE-Farbdiagramm auf der Konversionslinie zwischen den Farborten der reinen Primärstrahlung und den reinen

Farborten der Sekundärstrahlung. Der Anteil an

Primärstrahlung kann an der Gesamtstrahlung zwischen 0 und 99 % liegen.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 123 972.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 Substrat

2 Pufferschicht

3 Quantenstruktur

3a Quantenschicht

3b Barriereschicht

3c Doppelschicht

4 Konverterpartikel

5 Hülle

6 Kern

7 Gehäuse

8 erster elektrischer Anschluss

9 zweiter elektrischer Anschluss

10 Bonddraht

11 Halbleiterchip

IIa Seitenfläche des Halbleiterchips

12 Ausnehmung

13 Verguss

14 Leuchtstoffpartikel

15 Konversionselement

15a Seitenfläche des Konversionselements

16 Substrat des optoelektronischen Bauelements

17a erste reflektierende Schicht

17 reflektierende Schicht

17b erste reflektierende Schicht

d _s Schichtdicke des Substrats

d _Q Schichtdicke der Quantenstruktur

A laterale Ausdehnung

SA HauptStrahlungsaustrittsfläche

GB Gehäuseboden

100 optoelektronisches Bauelement