WO2016041784A1 - Optoelektronisches bauelement - Google Patents

Optoelektronisches bauelement Download PDF

Info

Publication number
WO2016041784A1
WO2016041784A1 PCT/EP2015/070205 EP2015070205W WO2016041784A1 WO 2016041784 A1 WO2016041784 A1 WO 2016041784A1 EP 2015070205 W EP2015070205 W EP 2015070205W WO 2016041784 A1 WO2016041784 A1 WO 2016041784A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optoelectronic component
optoelectronic
optical element
semiconductor chip
reflective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2015/070205
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Brick
Ulrich Streppel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE112015004195.8T priority Critical patent/DE112015004195B4/de
Priority to US15/510,468 priority patent/US9985188B2/en
Publication of WO2016041784A1 publication Critical patent/WO2016041784A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H10H20/856—Reflecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/8506—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8515—Wavelength conversion means not being in contact with the bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/882—Scattering means

Definitions

  • Optoelectronic component The present invention relates to an optoelectronic component according to claim 1.
  • An object of the present invention is to provide an optoelectronic device. This task is achieved by an optoelectronic component with the
  • An optoelectronic component comprises a housing having a bottom portion and a lid portion, which has a
  • an optoelectronic semiconductor chip At the bottom portion of an optoelectronic semiconductor chip is arranged.
  • the lid portion is formed by an optical element.
  • a reflective element is arranged on ⁇ , having openings.
  • This optoelectronic component can serve, for example, as a flashlight device in a photo camera, a video camera, a mobile telephone or in another camera.
  • the optical element of the optoelectronic Bauele ⁇ ment is used to direct light emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component in light ei ⁇ nen to be illuminated target area.
  • the reflective element of the optoelectronic component can reflect from the outside on the lid portion of the optoelectronic component light striking, whereby the interior of the housing of the optoelectronic component and disposed in the interior of the housing optoelectrochemical ⁇ African semiconductor chip of the optoelectronic component from outside of the optoelectronic component in the Wesent ⁇ are not recognizable.
  • the reflective element can serve to reflect part of the light emitted by the opto ⁇ electronic semiconductor chip within the interior of the housing of the optoelectronic compo ⁇ ment to achieve a homogeneous mixing of the light and thus a homogeneous radiation of the optoelectronic ⁇ niche device ,
  • the optoelectronic component may advantageously very compact outer From ⁇ measurements, in particular a small thickness in the cover portion of the housing of the optoelectronic Bauele ⁇ ments perpendicular direction.
  • the optoelectronic component can advantageously be made cheaply and in large numbers ⁇ .
  • the optical element and the reflective element of the optoelectronic device ⁇ rule can be inexpensively produced at the wafer level.
  • the reflective element is designed to be reflective or diffusely re fl ective .
  • the re ⁇ inflectional element may be to re- in both variants, both the ⁇ NEN, incident from the outside on the cover portion of the housing of the optoelectronic component light flex, as also to achieve a part of a light emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component light within the interior of the housing of the optoelectronic component to reflec ⁇ reindeer, homogeneous mixing of the light emitted by the optoelectronic semiconductor chip light.
  • the optical element has a planar side, which faces the optoelectronic semiconductor chip.
  • the reflective element is arranged on the plane side.
  • this allows for easy herstel ⁇ development of the optical element and the reflective element.
  • a distance between the reflective element and the optical element and an alignment of the reflective element and the optical element with each other can be set with high accuracy.
  • the arrangement of the reflec ⁇ leaders element to the planar side of the optical element also makes it possible to form the optoelectronic component with a small thickness in total of the lid portion of the Ge ⁇ koruses of the optoelectronic component perpendicular Rich ⁇ processing.
  • the reflective element is laminated on the flat side of the op ⁇ tables element, printed on or applied as a metal ⁇ capitalization.
  • this allows a particularly simple and cost-effective production of the reflective element and the optical element.
  • the reflective element is at least partially embedded in the optical element.
  • this also allows a simple and inexpensive production of the reflective element and the optical element.
  • the reflective Ele ⁇ ments in the optical element can be also the distance between the reflective member and the optical element and the orientation of reflective member and the optical element to each other with high accuracy Festge ⁇ sets.
  • the embedding of the reflective element in the optical element also makes it possible to form the housing of the optoelectronic component with very small thickness in the cover portion of the housing perpendicular direction.
  • the optical element has a plurality of cavities, which are arranged between the optoelectronic semiconductor chip and the reflective element.
  • a wavelength-converting material is arranged in the cavities.
  • the wavelength converting material may serve to convert light emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component electromagnetic ⁇ specific radiation at least partly into electromagnetic radiation of a different, typically greater, wavelength. In this way, emitted light having a wavelength from the blue or ultravio ⁇ crisps spectral white light can be produced, for example, by the optoelectronic semiconductor chip.
  • the arrangement of the wavelength-converting material in cavities of the optical element allows a simple and cost-effective production of the optoelectronic component.
  • the presence of a plurality of cavities also allows different wavelength-material Anlagenord ⁇ nen in different cavities in order to achieve, for example, a conversion of light emitted by the optoelectronic semiconductor chip into light of different wavelengths.
  • At least one of the cavities additionally has a diffuse one arranged scattering material.
  • the angeord ⁇ specified in the cavity, diffusely scattering material can be used to achieve a white ⁇ tere homogeneous mixing of the light emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component light.
  • the openings of the reflective element have a round or rectangular cross section.
  • the design of the cross sections of the openings of the reflective element of the optoelectronic component allows influencing a light distribution of the light emitted by the optoelectronic component in a target area.
  • the openings of the reflective element are arranged in a regular grid arrangement, preferably in a rectangular or hexagonal grid arrangement. This makes it possible to form the reflective element with a particularly high number of openings, while maintaining a fixed minimum distance between the openings of the reflective element can be maintained.
  • the regular grid arrangement of the apertures of the reflective element can also cause a homogeneous externa ⁇ ßeres appearance of the optoelectronic component advantageously.
  • the optical element comprises a plurality of juxtaposed individual optical elements.
  • the optical element may be formed with more compact external dimensions that, as would be the case in an embodiment of the optical element as a single Einzelele ⁇ ment.
  • the optical element perpendicular direction can be ⁇ forms with a small thickness in the cover portion of the housing of the optoelectronic component. The formation of the optical element with A plurality of juxtaposed individual optical elements also opens up additional degrees of freedom in the design of the optical element of the opto ⁇ electronic device caused beam shaping.
  • each optical single element of the optical element is associated with an opening of the reflective element. This enables the respective individual optical element of the optical element to effect a beam shaping of light emerging through the associated opening of the reflective element from the interior of the housing.
  • each individual optical element of the optical element has a focal point, which is spaced from a center of the supplied ⁇ located aperture of the reflective element by not more than twice the diameter of the opening, preferably by no more than the simple diameter the opening.
  • this is doctorge ⁇ provides that through the respective opening of the reflected light element able to be directed by the optical element of the single optical element effective in a target area in the vicinity of the optoelectronic component.
  • the individual optical elements are formed as optical lenses from ⁇ .
  • the optical Einzelele ⁇ elements can be formed as a collection optical lenses in ⁇ example as spherical optical converging lenses.
  • the individual optical elements are formed as optical Taper ⁇ out.
  • the individual optical taper can expand, for example, to the outside of the optical element.
  • At the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component facing longitudinal ends in The light reaching the optical tapers can be reflected on the sidewalls of the tapers and thereby homogeneously mixed and directed to the outside of the optical element.
  • the individual optical elements of the optical element differ from each other.
  • the differently configured individual optical elements of the optical element can direct portions of the light emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component into different spatial directions.
  • the beam components which are directed by different individual optical elements of the optical element can also be different
  • a reflective emission surface of the optoelectronic semiconductor chip and / or side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip which are perpendicular to the radiation emission surface and / or the bottom portion of the housing and / or a side of the optoelectronic semiconductor chip are provided Elements arranged a wavelength-converting material.
  • the wavelength-converting material can serve to convert light emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component into light having another, typically larger, wavelength.
  • white light generated by the optoelectronic semiconductor chip with a wavelength from the blue or ultraviolet spectral range can be generated.
  • the bottom portion of the housing is designed to be reflective.
  • the optoelectronic Semiconductor chip emitted light are thereby homogeneously mixed by reflection at the bottom portion of the housing, whereby a high homogeneity of the radiated through the optoelectronic component to the outside light can be achieved.
  • the interior is delimited by a wall section extending between the bottom section and the cover section, which is designed to be reflective.
  • Advantageously ⁇ can as emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component light thus reflected on the reflectorized wall portion of the housing, whereby a homogeneous mixing of light in the interior of the housing of the optoelectronic
  • the optoelectronic component can be achieved. This supports a Ho ⁇ homogeneity of the emitted by the optoelectronic component to the outside light.
  • the optoelectronic component has a further optical element, the interim ⁇ rule the optoelectronic semiconductor chip and the reflective element is arranged to direct electromagnetic radiation into the apertures of the reflective element.
  • this out-coupling of light emitted by the optoelectronic semiconductor chip light is facilitated from the interior of the housing of the optoelectronic component, without reducing the imparted by the reflectors ⁇ animal element reflection of incident from the outside on the cover portion of the housing of the optoelectronic Bauele ⁇ ments light ,
  • a further optoelectronic semiconductor chip is arranged on the bottom section. This advantageously allows the brightness of the to be increased by the opto-electronic device from ⁇ jettable light.
  • the optoelectronic Semiconductor chip and the further optoelectronic half ⁇ conductor chip of the optoelectronic component can also be designed to generate light with different wavelengths.
  • the reflective element of the optoelectronic component can bring about homogeneous mixing of the light of both optoelectronic semiconductor chips.
  • the light emitted by the optoelectronic component then advantageously has portions of the light generated by the two optoelectronic semiconductor chips and can thereby, for example, bring about a particularly good white impression.
  • FIG. 1 is a perspective view of a optoelektroni ⁇ rule component.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the optoelectronic component together with a cover section
  • Figure 3 is a sectional side view of the optoelectronic ⁇ rule component in a first variant.
  • Figure 4 is a sectional side view of the optoelectronic ⁇ rule component in a second variant.
  • FIG. 5 shows a sectional side view of the optoelectronic ⁇ rule component in a third variant.
  • FIG. 6 is a sectional side view of the optoelektroni ⁇ rule component in a fourth variant. 7 shows a sectional side view of a variant of an optical element of the optoelectronic component;
  • FIG. 8 shows a sectional side view of the optoelectronic component in a fifth variant
  • Figure 9 is a sectional side view of the optoelectronic ⁇ rule component in a sixth variant.
  • FIG. 10 is a sectional side view of the optoelectronic device ⁇ rule in a seventh variant.
  • Figures 1 and 2 are schematic perspective Dar ⁇ positions of an optoelectronic component 10.
  • Fig. 3 shows a schematic sectional side view of the optoelectronic component 10.
  • the opto ⁇ electronic component 10 shown in an open configuration.
  • the optoelectronic component 10 serves to illuminate a target area with visible light.
  • the optoelectronic ⁇ cal component 10 can serve as Blitzlichtvor ⁇ direction in a photo and / or video camera, for example, in particular, for example, as a flash device for integrated into a mobile phone camera.
  • the optoelectronic component 10 has a housing 100.
  • the housing 100 comprises a bottom section 110 and a cover section 120 that is substantially parallel to the bottom section 110.
  • the cover section 120 of the housing 100 is not shown in FIG. 1.
  • the bottom portion 110 and the lid portion 120 are each rectangular out ⁇ forms. However, this is not mandatory.
  • the bottom portion 110 and lid portion 120 may also be formed with a different shape, for example circular ⁇ disc-shaped.
  • Between the bottom portion 110 and the lid portion 120 extend wall portions 130 of Housing 100, which are oriented in the example schematically illustrated in Figures 1 and 2 substantially perpendicular to the bottom portion 110 and the lid portion 120. However, it is possible to orient the wall sections 130 of the housing 100 differently.
  • the lid portion 120 of the housing 110 could be formed with greater area than the bottom portion 110 of the housing 100.
  • the wall sections would be 130 such ge ⁇ gen the bottom portion 110 and the cover portion tends overall 120 that the housing 100 from the Bottom portion 110 to the lid portion 120 flared.
  • the Bodenab ⁇ section 110, the cover portion 120 and the wall portions 130 of the housing 100 enclose an interior 140 of the housing 100th
  • the housing 100 of the optoelectronic component 10 may be a plastic material, and for example, by a molding process (molding process) Herge ⁇ represents.
  • the Ge ⁇ housing 100 may also beispiels- example at its bottom portion 110, a ceramic material, a metallic lead frame or a printed circuit board having.
  • the housing 100 of the opto ⁇ electronic component 10 may be formed, for example, as a QFN housing.
  • the optoelectronic component 10 may be provided as an SMD component for a surface mounting, for example for a surface mounting by reflow soldering (reflow soldering).
  • an optoelectronic semiconductor chip 200 is arranged in the interior 140 of the housing 100 of the optoelectronic component 10.
  • the optoelectronic semiconductor chip 200 is adapted to emit electromagnetic radiation ⁇ animals, such as visible light.
  • the optoelectronic semiconductor chip 200 is preferably designed as a light-emitting diode chip (LED chip).
  • the optoelectronic semiconductor chip 200 is arranged on the Bo ⁇ denabêt 110 of the housing 100 that a Bo ⁇ denfiguration 220 of the optoelectronic semiconductor chip 200 to face the bottom portion 110th
  • One of the bottom surface 220 of the optoelectronic semiconductor chip 200 opposite radiation emission surface 210 of the optoelektroni ⁇ rule semiconductor chip 200 is oriented to the cover portion 120 of the housing 100.
  • the radiation semis ⁇ sion surface 210 of the optoelectronic semiconductor chip 200 is formed in a substantially square in the illustrated example, and has an edge length 211. However, it is possible to form the radiation emission surface 210 with a different shape.
  • the optoelectronic semiconductor chip 200 is electrically con ⁇ tacted at the bottom portion 110 of the housing 100, for example via solder joints and / or wire bonds.
  • the optoelectronic semiconductor chip 200 may be formed as a surface emitting semiconductor chip. In this case, the optoelectronic semiconductor chip 200 emits electromagnetic radiation only at its radiation emission surface 210. However, the optoelectronic semiconductor chip 200 can also be embodied, for example, as a volume-emitting semiconductor chip. In this case, the optoelectronic semiconductor chip 200 emits electromagnetic radiation both at the radiation emission surface 210 and at its side surfaces 230.
  • a wavelength-material 500 is arranged on the radiation emitting surface 210 of the optoelectronic semiconductor chip ⁇ rule 200 of the optoelectronic Bauele ⁇ ments 10.
  • the wavelength-converting material 500 may, for example, in the form of a converter plate on the radiation emission surface 210 of the optoelectronic Semiconductor chips 200 may be arranged.
  • the wellenauernkon ⁇ vertierende member 500 may be omitted.
  • the wavelength converting material 500 comprises wavelength converting particles (phosphor particles) which are adapted to convert electromagnetic radiation having a wavelength from a first spectral range into electromagnetic radiation having a wavelength from egg ⁇ nem second spectral range.
  • the wavelength-converting particles of wavelength converting material 500 is matched to the optoelectronic semiconductor chip 200, the wavelength-converting particles emitted by the optoelectronic semiconductor chip 200 electromagnetic radiation into electromagnetic radiation of another wavelength may kon ⁇ vertieren.
  • a mixture of unconverted radiation of the optoelectronic semiconductor chip 200 and electromagnetic radiation converted by the wavelength-converting material 500 can, for example, convey a white color impression.
  • the wavelength converting material 500 may be, for example, to be ⁇ forms, to convert light emitted by the optoelectronic semiconductor chip 200 electromagnetic radiation having a wave length ⁇ from the blue spectral into electromagnetic radiation with a wavelength in the yellow areas of the spectrum ⁇ rich.
  • the lid portion 120 of the housing 100 of the optoelectronic ⁇ rule component 10 comprises an optical element 300.
  • the optical element 300 is an image-forming optical element which is intended generated by the optoelectronic semiconductor chip 200 electromagnetic radiation in egg ⁇ NEN target area in the vicinity of the Imaging optoelectronic component 10.
  • the optical element 300 comprises an optically transparent material, for example a glass or a plastic material, such as PMMA, polycarbonate or an epoxy resin.
  • the optical element 300 comprises an oriented to Bo ⁇ denabêt 110 of the housing 100 inside 320 and one of the inside 320 opposite outer ⁇ side 310 on.
  • the optical element 300 comprises a plurality of individual optical elements 350, which are arranged next to one another in the plane of the cover section 120 formed by the optical element 300.
  • the individual optical elements 350 of the optical element 300 are formed as optical lenses 360 from ⁇ .
  • the individual optical elements 350 of the optical element 300 are designed as plano-convex converging lenses.
  • the individual optical elements 350 on the outer side 310 of the optical element 300 are each formed con ⁇ vex and on the inner side 320 of the optical element 300 each plan.
  • the convex sides of the constructed as opti cal ⁇ lenses 360 individual optical elements 350 of the optical element 300 may be formed, for example spherical or aspherical.
  • 300 ko ⁇ cally, biconical, or otherwise form the toroidally constructed as optical lenses 360 individual optical elements 350 of the optical element.
  • the individual optical elements 350 of the optical element 300 are integrally connected to one another.
  • the juxtaposed individual optical elements 350 are arranged in a regular grid arrangement, in the illustrated example in a hexagonal grid arrangement. It would also be possible, however, to arrange the opti ⁇ rule individual elements 350 of the optical element 300 in ei ⁇ ner different lattice arrangement, for example, in a rectangular grid arrangement, or in a non-regular arrangement.
  • a reflective element 400 is arranged between the optoelectronic semiconductor chip 200 of the optoelectronic component 10 and the optical element 300 of the optoelectronic component 10.
  • the reflective Ele ⁇ element 400 is flat and disc-shaped and is substantially parallel to the planar inner side view 320 of the optical element 300 oriented.
  • the reflectors ⁇ animal element 400 communicates with the inside 320 of the optical element 300 in contact.
  • the reflective element 400 is designed to be optically reflective both on its side facing the optical element 300 and on its side facing the bottom section 110 of the housing 100.
  • the reflectors ⁇ animal element 400 may be formed specular or diffuse reflectors optically ⁇ tierend.
  • the reflective element 400 may, for example, on the flat inner surface 320 of the optical element 300 auflami ⁇ defined or be applied as a metallization on the inner side 320 of the optical element 300, for example by means of a photolithographic process.
  • the reflec ⁇ Rende element 400 may, for example, inner side 320 of the optical element may be printed 300 on In ⁇ .
  • the reflective member may be formed of play 400 at ⁇ by a white ink.
  • the reflecting element 400 has a plurality of Publ ⁇ voltages 410, which are facing between the bottom portion 110 of the housing 100 facing side of the reflective element 400 and the inner side 320 of the optical element 300 side of the reflecting member 400 by the reflecting Extend element 400.
  • the reflective element 400 thus forms a diaphragm.
  • the openings 410 of the reflective element 400 form apertures.
  • Each individual optical element 350 of the optical element ⁇ rule 300 of the optoelectronic component 10 is preferably an opening 410 of the reflective element 400 zugeord ⁇ net.
  • the number of openings 410 of the reflective element 400 preferably corresponds substantially to the number of individual optical elements 350 of the optical element 300.
  • the arrangement of the openings 410 of the reflective element 400 preferably corresponds to the arrangement of the individual optical elements 350 of the optical element 300 the individual optical elements 350 of the optical element 300 are arranged in a regular grid arrangement, so the openings 410 of the reflective element 400 are preferably arranged in a regular Gitterano ⁇ rdnung, for example, in a rectangular o- the hexagonal grid layout. In the example shown in FIGS. 1 to 3, the openings 410 of the reflecting element 400 are arranged in a hexagonal grid arrangement.
  • the openings 410 of the reflective element 400 may have, for example, round or rectangular cross sections.
  • each aperture 410 of the reflective Ele ⁇ ments 400 includes a center 420 and a diameter 411. If the openings 410 of the reflective element 400 have rectangular cross sections, as can be defined 410, the voltage through ⁇ knife 411 as length of a diagonal of the respective ⁇ ff-.
  • the designed as optical lenses 360 individual optical elements 350 of the optical element 300 of the opto-electro ⁇ African component 10 may have a focal point 380, respectively.
  • the individual optical elements 350 of the optical element 300 and the openings 410 of the re ⁇ inflecting element 400 are preferably arranged relative to one another so that the focal point 380 at each optical Einzelele ⁇ element 350 seen from the center point 420 of each optical individual element 350 associated opening 410 of the reflecting element 400 is spaced apart by a distance 381 of not more than twice the diameter 411 of the respective opening 410, preferably by not more than This means that the major axes of the optical elements 350 formed as optical lenses 360 extend no more than the distance 381 from the centers 420 of the associated openings 410 of the reflective element 400.
  • the openings 410 of the reflec ⁇ leaders element 400 are then each ⁇ wells imaged by the associated individual optical elements 350 of the optical element 300 in the far field.
  • the foci 380 of the optical elements 360 formed as optical lenses 360 of the optical element 300 are not dot-shaped.
  • the optical lenses have only an extended focus spatial area, in which an imaginary, parallel to the respective optical lens 360, ⁇ parallel beam would experience maximum focusing.
  • Is Be ⁇ vorzugt in this case, at each optical Einzelele ⁇ element 350, a center of the focus region of space from the center 420 of each individual optical element 350 associated aperture 410 of the reflective element 400 by the distance 381 of not more than twice the diameter 411 the respective opening 410, preferably not more than the single diameter 411 of the respective opening 410.
  • each individual optical element 350 associated Publ ⁇ voltage 410 of reflective element 400 can be arranged with respect to one of the foci as described above.
  • the aperture 410 of the reflective element associated with the respective optical element 350 may be
  • the bottom portion 110 of the housing 100 and the Wandab ⁇ sections 130 of the housing 100 of the optoelectronic Bau ⁇ elements 10 are preferably optically reflective Seabil ⁇ det, for example, specular or diffuse optically reflective.
  • the inner space 140 of the housing 100 forms a light box at the walls formed by the bottom portion 110, the wall portions 130 and the reflective element 400 are reflected many times and thus can be homogeneously mixed. Air may be present between the opto-electronic semiconductor chip 200 and the reflective element 400.
  • the light beams 11 emitted by the optoelectronic semiconductor chip 200 become in the interior 140 of the housing 100 on the side of the reflective element 400, the wall sections, facing the bottom section 110 of the housing 100 130 of the housing 100 and the bottom portion 110 of the housing 100 until they pass through one of the openings 410 of the reflective element 400 and through the respective opening 410 of the reflective element 400 associated individual optical element 350 of the optical element 300 in the target area in the environment of the optoelectronic component 10 are directed.
  • Fig. 3 shows a schematic illustration of a well from the area of the optoelectronic component 10 of au- SEN on the lid portion 120 of the housing 100 of the opto-electronic component 10 ⁇ incident external light beam 12.
  • the outer light beam 12 impinges on one of the The outer light ⁇ beam is, as long as it does not impinge on the single optical element 350 at an angle from a defined by the respective optical element 350 narrow angle range, through the single optical element 350 to deflected to the reflector ⁇ ing element 400, but not to the respective optical element 350 associated opening 410 of the reflective element 400.
  • the deflected by the opti single element 350 to the reflective element 400 outer light beam 12 is reflected at the reflective element 400 and is reflected back into the environment of the optoelectronic component 10 by the optical element 300.
  • the lid portion 120 of the Gezzau ⁇ ses 120 of the optoelectronic component 10 viewed from the outside or diffuse substantially specular reflec ⁇ rend acts.
  • the interior 140 of the housing 100 of the optoelectronic component 10 and disposed in the interior 140 of the housing 100 optoelectronic semiconductor ⁇ chip 200 are not or hardly visible from the area of the optoelectronic component 10th
  • the individual optical elements 350 of the optical element 300 of the optoelectronic component 10 may all be designed identically to one another.
  • the designed as optical lenses 360 individual optical elements 350 of the optical element 300 may each be formed so that each individual optical element 350 light incident assigned by the respective individual optical element 350 Publ ⁇ voltage 410 of reflective element 400, as in the We ⁇ sentlichen perpendicular to the cover portion 120 of the housing 100 of the optoelectronic component 10 oriented parallel beam is emitted.
  • NEN different optical individual elements 350 of the optical ⁇ rule element 300 can be provided to light emitted by the optoelectronic component 10 light in different regions of a ⁇ Liche to be illuminated by the optoelectronic component 10 the target region to direct.
  • the major axes of the designed as optical lenses 360 individual optical elements 350, which extends up to the distance 381 by the means ⁇ points 420 of the individual optical elements 350 associated openings 410 of the reflective element are 400, all oriented perpendicular to the bottom portion 110 of the housing 100 and the radiation emission surface 210 of the optoelectronic semiconductor chip 200.
  • the optical ele ment ⁇ 300 and the reflective element 400 are flat in Wesent ⁇ union.
  • the major axes of at least some individual optical elements 350 of the optical element 300 against the cut Bodenab- 110 of the housing 100 and the radiation emission ⁇ surface 210 of the optoelectronic semiconductor chip are ver ⁇ 200 tilts.
  • the optical element 300 may be curved, for example.
  • the cross-sectional shape of the openings 410 of the reflective element 400 may rich affect the light distribution in the area to be illuminated by the optoelectronic component 10 desti ⁇ .
  • the openings 410 of the reflective element 400 preferably have a round or a rectangular, for example a square, cross-section.
  • the optical element 300 of the optoelectronic component 10 has a thickness 301 between its inner side 320 and its outer side 310.
  • the thickness 301 of the optical element 300 is preferably less than 500 ⁇ m, particularly preferred less than 200 yards.
  • the thickness 301 of the optical element 300 may be 100 ym.
  • the optical element 300 of the optoelectronic component 10 has an edge length 302 measured parallel to the bottom portion 110 of the housing 100.
  • the edge length 302 of the optical element 300 is at most three times as large as the edge length 211 of the radiation emission surface 210 of the opto-electronic semiconductor chip 200, particularly preferably at most twice as large.
  • the inner side 320 of the optical element 300 has a distance 303 from that on the
  • the distance 303 is preferably less than 500 ⁇ m, particularly preferably less than 200 ⁇ m.
  • the distance 303 may be 100 ym.
  • the individual optical elements 350 of the optical element 300 each have a spacing 351 from one another.
  • the distance 351 between the individual optical elements 350 is greater than half the thickness 301 of the optical element 300.
  • the distance 351 between the individual optical elements 350 of the optical element 300 is less than three times the thickness 301 of the optical element 300 ,
  • one or more further optoelectronic semiconductor chips may be arranged in the interior 140 of the housing 100 of the optoelectronic component 10.
  • the optoelectronic semiconductor chip 200 and the further optoelectronic semiconductor chips are next to each other at the bottom portion 110 of the housing 100 and can be spaced apart ⁇ be ⁇ .
  • the further optoelectronic semiconductor chips may be formed identically to the optoelectronic semiconductor chip 200. However, the further optoelectronic semiconductor chips may also be configured to emit light having a different wavelength than the optoelekt ⁇ tronic semiconductor chip 200th
  • wavelength-converting material can be arranged on the radiation emission surfaces of the further optoelectronic semiconductor chips, which material is the same as or at ⁇ formed as the wavelength-converting material 500 on the radiation emission surface 210 of the optoelectronic semiconductor chip 200.
  • the configuration of the interior 140 of the housing 100 as a light box with the reflective bottom section 110, the reflective wall sections 130 and the reflective element 400 effects homogeneous mixing of the light components emitted by the individual optoelectronic semiconductor chips in the interior 140 of the housing 100.
  • the light emitted by the optoelectronic component 10 into the target area to be illuminated has a substantially homogeneous color mixture in all partial areas of the target area.
  • the wavelength converting material 500 is not le ⁇ arranged diglich on the radiation emitting surface 210 of the opto ⁇ electronic semiconductor chips 200, but ER- also extends over the side surfaces 230 of the optoelekt ⁇ tronic semiconductor chip 200 and the bottom portion 110 of the Housing 100.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional side view of the optoelectronic component 10 in a further alternative embodiment.
  • a thick layer of the wavelength-converting material 500 is arranged on the bottom portion 110 of the housing 100.
  • the optoelectronic semiconductor chip 200 is embedded in such a way in the thick layer of wellenhavenkonver- animal material 500 that both are Be ⁇ ten vom 230 and the radiation emission surface 210 of the optoelectronic semiconductor chip 200 through the wel ⁇ lennostinkonvertierende material 500 covered.
  • 6 shows a schematic sectional side view of the optoelectronic component 10 in a further alternative embodiment of the optoelectronic component 10. In the embodiment shown in FIG.
  • wavelength-converting material 500 is arranged on the radiation emission surface 210 of the optoelectronic semiconductor chip 200. Instead, the wavelength converting material ⁇ 500 at the interior 140 of the housing 100 and the optoelectronic semiconductor chip 200 facing side of the reflective element 400 angeord ⁇ net.
  • embodiment 200 emitted light so arranged only by the optoelectronic semiconductor chip on impact with the leaders on the reflec- member 400 is wavelength-converting material 500 Conver ⁇ advantage in light of a different wavelength.
  • the reflecting element 400 is completely covered by the wavelength-converting material 500 on its side facing the interior 140 of the housing 100.
  • the wellenauerkon ⁇ vertierende material 500 also extends through the openings 410 of the reflective element 400. It would be JE yet possible to restrict the wavelength-converting material 500 in such a way to the area of the openings 410 of the reflective element 400 such that the openings 410 of the reflective Elements 400 are each covered by the wavelength-converting material 500, the reflecting element 400, however, in the areas between the
  • Apertures 410 are not partially covered by the wavelength converting material 500.
  • the application of the wavelength-converting material 500 to the reflective element 400 can be carried out, for example, by a printing method or by a spraying method. If the reflective element 400 is not to be fully ⁇ constantly covered by the wavelength converting material 500, thereby forming a mask may be used for example.
  • the reflective element 400 is at least partially incorporated into the optical element 300 Scheme- embeds.
  • the reflective element 400 can be formed at ⁇ example as a the openings 410 exhibiting reflectors ⁇ animal point metal plate (perforated plate).
  • the optical element 300 can be produced in the embodiment shown in FIG. 7, for example by means of a molding process.
  • the reflec ⁇ Rende element 400 is already embedded in the optical element 300 during the formation of the optical element ⁇ rule 300th
  • the reflective element 400 is formed with the material of the optical element 300.
  • the reflective element 400 is so embedded in the optical element 300, that the individual optical elements are arranged 350 of the optical element 300 on one side of the reflectors ⁇ animal element 400th Also in the embodiment shown in FIG. 7, the optical single elements 350 of the optical element 300 are formed as optical lenses 360.
  • the relative arrangement of the openings 410 of the reflective element 400 and the individual optical elements 350 and their focal points 380 is preferably the same as in the case of the embodiment of the optoelectronic component 10 described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the optical element 300 has the structure shown in FIG Embodiment additionally cavities 330, which may be omitted in a simplified embodiment, however.
  • the cavities 330 are located on the side of the optical element 350 opposite in FIG optical element 300 is embed ⁇ th reflective element 400 arranged. In this case, the cavities 330 on the inner side 320 of the optical element 300 are opened toward the interior 140 of the housing 100.
  • ⁇ Trains t is any single optical element 350 of the optical element 300 and each opening 410 of the reflective element 400 assigned its own cavity 330th In the cavities 330 of the optical element 300, a wavelength-converting material 500 is arranged in each case. Therefore, in an embodiment of the optoelectronic component 10 comprising the optical element 300 and the reflective element 400 in the embodiment shown in FIG.
  • wavelength-converting material 500 may ⁇ example by means of a metering process in the cavities 330 of the optical element are arranged 300th
  • ⁇ pending wavelength-material 500 to provide. It is also possible to arrange 300 differed ⁇ pending wavelength-material 500 in different cavities 330 of the optical element, which is designed, for example, to convert electromagnetic radiation into electromagnetic radiation of different wavelengths. In the example shown in FIG. 7 example is in the first cavity 330, 331 and in the third cavity 330, 333 a first type of wavelength ⁇ converting material 500 arranged, while in the second cavity 330, 332 a second type of wavelength ⁇ converted Materials 500 is arranged.
  • further material may be arranged in the cavities 330 of the optical element 300 of the embodiment shown in FIG.
  • reflective particles, and / or a diffusely scattering material can be arranged in the Kavitä ⁇ th 330,510.
  • a diffusely scattering mate rial ⁇ 510 is disposed in the cavities 330 in addition to the wavelength-genkonvertierenden material 500th
  • the diffusing mate rial ⁇ 510 is respectively arranged closer to the embedded into the optical element 300 reflecting element 400 as the wavelength converting material 500.
  • the diffusely scattering material 510 may also be omitted.
  • FIG. 8 shows a schematic sectional side view of a further embodiment of the optoelectronic component 10.
  • the embodiment of the optoelectronic component 10 shown in FIG. 8 corresponds, except for the differences shown below, to the embodiment of the optoelectronic component 10 illustrated in FIG. 3.
  • the optoelectronic component 10 comprises in addition to the opti ⁇ rule element 300 a further optical element 600 on.
  • the further optical element 600 is arranged on the side of the reflective element 400 facing the interior 140 of the housing 100 and the optoelectronic semiconductor chip 200.
  • the further optical element 600 is in direct contact with the reflective element 400.
  • the reflective element 400 is embedded between the optical element 300 and the further optical element 600.
  • the further optical element 600 may be formed integrally with the optical element 300.
  • the further optical element 600 includes a plurality of white ⁇ more excellent optical individual elements 610 formed in the example shown as optical lenses.
  • each opening 410 of the reflective element 400 is assigned a further individual optical element 610 of the further optical element 600.
  • the further optical Einzelele ⁇ elements 600 are provided to direct electromagnetic Strah ⁇ lung 140 from the interior into the openings 410 of the reflective element 400th
  • the whe- ren individual optical elements 610 may be formed for example as converging lenses ⁇ , in particular for example as a plane-convex lenses.
  • the wellenlienkonvertie ⁇ Rende material 500 could also, as in the embodiment shown in Fig. 4 embodiment of the optoelectronic component 10 or be arranged as in the embodiment shown in Fig. 5 embodiment of the optoelectronic component 10.
  • FIG. 9 shows a schematic sectional side view of a further embodiment of the optoelectronic component 10.
  • the embodiment of the optoelectronic component 10 shown in FIG. 9 corresponds to the embodiment of the optoelectronic component 10 shown in FIG. 3, except for the deviations explained below.
  • the individual optical elements 350 of the optical element 300 of the optoelectronic component 10 are designed as optical tapers 370.
  • the optical taper 370 may also be referred to as re ⁇ reflectors.
  • Each optical taper 370 tapers from the inside 320 of the optical element 300 to the outside 310 of the optical element 300.
  • each optical taper 370 on an extending between the inside 320 and outside 310 of the optical ele ments ⁇ 300 outer surface 371, which telamide a Man- the conically widening optical taper 370 forms.
  • Fig. 10 shows a schematic sectional side view of another embodiment of the optoelectronic component 10 corresponds to the embodiment of the optoelectronic component 10 shown in FIG. 10 except the described below differences, shown in FIG. Ge Attach ⁇ th embodiment of the optoelectronic component 10 9.
  • a reflective material is arranged on the outer surfaces 371 of the individual optical elements 350 formed as optical taper 370 of the optical element 300. Electromagnetic radiation, which penetrates from the interior 140 of the housing 100 of the optoelectronic component 10 through one of the openings 410 of the reflective element 400 into one of the individual optical elements 350 of the optical element 300, is reflected at the reflective material arranged between the individual optical elements 350 thereby transported within the respective optical single element 350 to the outer side 310 of the optical element 300, where it can austre ⁇ th from the optical element 300 and is radiated into the illuminated by the optoelectronic component 10 target area.
  • the wavelength converting material 500 may alternatively be arranged as in one of the embodiments shown in Fi gures ⁇ 4, 5 and 6.
  • FIG. The optical element 300 of the embodiments of the optoelectronic component 10 shown in FIGS. 9 and 10 could also be combined with a further optical element 600, as shown in the embodiment of the optoelectronic component 10 shown in FIG. 8.
  • the cover portion 120 and the wall portions 130 of the housing 100 may be integrally connected. be formed.
  • the lid may ⁇ portion 120 and integrally connected to the cover portion 120 wall portions 130 are arranged as a cover on the bottom portion 110 of the housing 100th Al ternatively ⁇ but also the bottom portion 110 and the wall portions 130 of the housing 100 may be integrally formed rainbowhot ⁇ quietly.
  • the Deckelab is cut ⁇ 120 inserted on the bottom portion 110 200 in order to complete the housing 100 after the arrangement of the optoelectronic semiconductor chip.
  • Center wavelength converting material diffusing material further optical element

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement (10) umfasst ein Gehäuse (100) mit einem Bodenabschnitt (110) und einem Deckelabschnitt (120), die einen Innenraum (140) des Gehäuses begrenzen. Am Bodenabschnitt ist ein optoelektronischer Halbleiterchip (200) angeordnet. Der Deckelabschnitt wird durch ein optisches Element (300) gebildet. Zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und einer Außenseite des optischen Elements ist ein reflektierendes Element (400) angeordnet, das Öffnungen (410) aufweist.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement gemäß Patentanspruch 1.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deut¬ schen Patentanmeldung DE 10 2014 113 275.0, deren Offenba- rungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es ist bekannt, Fotokameras mit Blitzlichtvorrichtungen auszustatten, die Leuchtdioden-Bauelemente aufweisen. Sol¬ che Blitzlichtvorrichtungen werden insbesondere bei in Mo- biltelefone integrierten Fotokameras und bei anderen Fo¬ tokameras verwendet, die Gehäuse mit beschränkten räumli¬ chen Abmessungen aufweisen. Es ist daher wünschenswert, die Blitzlichtvorrichtungen selbst möglichst kompakt auszubil¬ den, insbesondere mit geringer Bauhöhe. Ebenfalls wün- sehenswert ist eine hohe Farbhomogenität des durch die Blitzlichtvorrichtung abgestrahlten Lichts.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Diese Auf- gäbe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprü¬ chen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein optoelektronisches Bauelement umfasst ein Gehäuse mit einem Bodenabschnitt und einem Deckelabschnitt, die einen
Innenraum des Gehäuses begrenzen. Am Bodenabschnitt ist ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Der Deckelabschnitt wird durch ein optisches Element gebildet. Zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und einer Außenseite des optischen Elements ist ein reflektierendes Element an¬ geordnet, das Öffnungen aufweist. Dieses optoelektronische Bauelement kann beispielsweise als Blitzlichtvorrichtung in einer Fotokamera, einer Videokamera, einem Mobiltelefon oder in einer anderen Kamera dienen. Das optische Element des optoelektronischen Bauele¬ ments dient dazu, von dem optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittiertes Licht in ei¬ nen zu beleuchtenden Zielbereich zu richten. Das reflektierende Element des optoelektronischen Bauelements kann von außen auf den Deckelabschnitt des optoelektronischen Bauelements treffendes Licht reflektieren, wodurch der Innenraum des Gehäuses des optoelektronischen Bauelements und der in dem Innenraum des Gehäuses angeordnete optoelektro¬ nische Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements von außerhalb des optoelektronischen Bauelements im Wesent¬ lichen nicht erkennbar sind. Außerdem kann das reflektierende Element dazu dienen, einen Teil des durch den opto¬ elektronischen Halbleiterchip emittierten Lichts innerhalb des Innenraums des Gehäuses des optoelektronischen Bauele¬ ments zu reflektieren, um eine homogene Durchmischung des Lichts und damit eine homogene Abstrahlung des optoelektro¬ nischen Bauelements zu erreichen. Das optoelektronische Bauelement kann vorteilhafterweise sehr kompakte äußere Ab¬ messungen aufweisen, insbesondere eine geringe Dicke in zum Deckelabschnitt des Gehäuses des optoelektronischen Bauele¬ ments senkrechte Richtung. Das optoelektronische Bauelement kann vorteilhafterweise kostengünstig und in großen Stück¬ zahlen hergestellt werden. Insbesondere können das optische Element und das reflektierende Element des optoelektroni¬ schen Bauelements kostengünstig auf Waferebene hergestellt werden .
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist das reflektierende Element spiegelnd oder diffus re¬ flektierend ausgebildet. Vorteilhafterweise kann das re¬ flektierende Element in beiden Varianten sowohl dazu die¬ nen, von außen auf den Deckelabschnitt des Gehäuses des optoelektronischen Bauelements auftreffendes Licht zu re- flektieren, als auch dazu, einen Teil eines von dem optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten Lichts innerhalb des Innenraums des Gehäuses des optoelektronischen Bauelements zu reflektie¬ ren, um eine homogene Durchmischung des durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittierten Lichts zu erzielen .
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist das optische Element eine plane Seite auf, die dem optoelektronischen Halbleiterchip zugewandt ist. Dabei ist das reflektierende Element an der planen Seite angeordnet. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine einfache Herstel¬ lung des optischen Elements und des reflektierenden Elements. Durch die Anordnung des reflektierenden Elements an der planen Seite des optischen Elements können außerdem ein Abstand zwischen dem reflektierenden Element und dem optischen Element sowie eine Ausrichtung des reflektierenden Elements und des optischen Elements zueinander mit hoher Genauigkeit festgelegt werden. Die Anordnung des reflektie¬ renden Elements an der planen Seite des optischen Elements ermöglicht es außerdem, das optoelektronische Bauelement insgesamt mit geringer Dicke in zum Deckelabschnitt des Ge¬ häuses des optoelektronischen Bauelements senkrechte Rich¬ tung auszubilden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist das reflektierende Element an der planen Seite des op¬ tischen Elements auflaminiert , aufgedruckt oder als Metal¬ lisierung aufgebracht. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des reflektierenden Elements und des optischen Elements.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist das reflektierende Element zumindest teilweise in das optische Element eingebettet. Vorteilhafterweise ermöglicht auch dies eine einfache und kostengünstige Herstellung des reflektierenden Elements und des optischen Elements. Durch das zumindest teilweise Einbetten des reflektierenden Ele¬ ments in das optische Element können außerdem der Abstand zwischen dem reflektierenden Element und dem optischen Element sowie die Ausrichtung von reflektierendem Element und optischem Element zueinander mit hoher Genauigkeit festge¬ legt werden. Die Einbettung des reflektierenden Elements in das optische Element ermöglicht es außerdem, das Gehäuse des optoelektronischen Bauelements mit sehr geringer Dicke in zum Deckelabschnitt des Gehäuses senkrechte Richtung auszubilden .
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist das optische Element eine Mehrzahl von Kavitäten auf, die zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und dem reflektierenden Element angeordnet sind. Dabei ist in den Kavitäten jeweils ein wellenlängenkonvertierendes Material angeordnet. Das wellenlängenkonvertierende Material kann dazu dienen, von dem optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierte elektromagneti¬ sche Strahlung zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung einer anderen, typischerweise größeren, Wellenlänge zu konvertieren. Hierdurch kann beispielsweise aus durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertem Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravio¬ letten Spektralbereich weißes Licht erzeugt werden. Die Anordnung des wellenlängenkonvertierenden Materials in Kavitäten des optischen Elements ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des optoelektronischen Bauelements. Das Vorhandensein einer Mehrzahl von Kavitäten ermöglicht es außerdem, in unterschiedlichen Kavitäten unterschiedliches wellenlängenkonvertierendes Material anzuord¬ nen, um beispielsweise eine Konversion von durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertem Licht in Licht unterschiedlicher Wellenlängen zu erreichen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist in zumindest einer der Kavitäten zusätzlich ein diffus streuendes Material angeordnet. Das in der Kavität angeord¬ nete, diffus streuende Material kann dazu dienen, eine wei¬ tere homogene Durchmischung des durch den optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten Lichts zu erreichen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weisen die Öffnungen des reflektierenden Elements einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt auf. Vorteilhaf- terweise ermöglicht die Gestaltung der Querschnitte der Öffnungen des reflektierenden Elements des optoelektroni- sehen Bauelements eine Beeinflussung einer Lichtverteilung des von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlten Lichts in einem Zielbereich.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements sind die Öffnungen des reflektierenden Elements in einer regelmäßigen Gitteranordnung angeordnet, bevorzugt in einer rechteckigen oder hexagonalen Gitteranordnung. Dies ermöglicht es, das reflektierende Element mit einer besonders hohen Anzahl an Öffnungen auszubilden, wobei gleichzeitig ein festgelegter Mindestabstand zwischen den Öffnungen des reflektierenden Elements beibehalten werden kann. Die regelmäßige Gitteranordnung der Öffnungen des reflektierenden Elements kann vorteilhafterweise außerdem ein homogenes äu¬ ßeres Erscheinungsbild des optoelektronischen Bauelements bewirken .
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements umfasst das optische Element eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter optischer Einzelelemente. Vorteilhafterweise kann das optische Element dadurch mit kompakteren äußeren Abmessungen ausgebildet werden, als dies bei einer Ausführung des optischen Elements als nur ein einziges Einzelele¬ ment der Fall wäre. Insbesondere kann das optische Element mit geringer Dicke in zum Deckelabschnitt des Gehäuses des optoelektronischen Bauelements senkrechte Richtung ausge¬ bildet werden. Die Ausbildung des optischen Elements mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter optischer Einzelelemente eröffnet außerdem zusätzliche Freiheitsgrade bei der Gestaltung der durch das optische Element des opto¬ elektronischen Bauelements bewirkten Strahlformung.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist jedem optischen Einzelelement des optischen Elements eine Öffnung des reflektierenden Elements zugeordnet. Dies ermöglicht es, dass das jeweilige optische Einzelelement des optischen Elements eine Strahlformung von durch die zugeordnete Öffnung des reflektierenden Elements aus dem Innenraum des Gehäuses austretendem Licht bewirkt.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist jedes optische Einzelelement des optischen Elements einen Brennpunkt auf, der von einem Mittelpunkt der zuge¬ ordneten Öffnung des reflektierenden Elements um nicht mehr als das Doppelte des Durchmessers der Öffnung beabstandet ist, bevorzugt um nicht mehr als den einfachen Durchmesser der Öffnung. Vorteilhafterweise wird dadurch sicherge¬ stellt, dass durch die jeweilige Öffnung des reflektierten Elements gelangendes Licht durch das optische Einzelelement des optischen Elements wirksam in einen Zielbereich in der Umgebung des optoelektronischen Bauelements gerichtet werden kann.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements sind die optischen Einzelelemente als optische Linsen aus¬ gebildet. Beispielsweise können die optischen Einzelele¬ mente als optische Sammellinsen ausgebildet sein, bei¬ spielsweise als sphärische optische Sammellinsen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements sind die optischen Einzelelemente als optische Taper ausge¬ bildet. Die einzelnen optischen Taper können sich dabei beispielsweise zur Außenseite des optischen Elements hin aufweiten. An den dem optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements zugewandten Längsenden in die optischen Taper gelangendes Licht kann an Seitenwänden der Taper reflektiert und dadurch homogen durchmischt und zur Außenseite des optischen Elements geleitet werden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements unterscheiden sich die optischen Einzelelemente des optischen Elements voneinander. Vorteilhafterweise ergeben sich dadurch zusätzliche Freiheiten bei der Gestaltung der durch das optische Element des optoelektronischen Bauelements be¬ wirkten Strahlformung. Die unterschiedlich ausgebildeten optischen Einzelelemente des optischen Elements können Anteile des durch den optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten Lichts in unterschiedliche Raumrichtungen richten. Die durch unterschiedliche optische Einzelelemente des optischen Elements ge¬ richteten Strahlanteile können auch unterschiedliche
Strahldivergenzen aufweisen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist an einer Strahlungsemissionsfläche des optoelektroni- sehen Halbleiterchips und/oder an zu der Strahlungsemissi- onsfläche senkrechten Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips und/oder am Bodenabschnitt des Gehäuses und/oder an einer dem optoelektronischen Halbleiterchip zu- gewandten Seite des reflektierenden Elements ein wellenlän- genkonvertierendes Material angeordnet. Das wellenlängen- konvertierende Material kann dazu dienen, von dem opto- elektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bau- elements emittiertes Licht in Licht mit einer anderen, ty- pischerweise größeren, Wellenlänge zu konvertieren. Dadurch kann beispielsweise aus durch den optoelektronischen Halb- leiterchip erzeugtem Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich weißes Licht er- zeugt werden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist der Bodenabschnitt des G häuses reflektierend ausgebil- det. Vorteilhafterweise kann durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes Licht dadurch durch Reflexion am Bodenabschnitt des Gehäuses homogen durchmischt werden, wodurch eine hohe Homogenität des durch das optoelektronische Bauelement nach außen abgestrahlten Lichts erreicht werden kann.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements wird der Innenraum durch einen sich zwischen dem Bodenabschnitt und dem Deckelabschnitt erstreckenden Wandabschnitt begrenzt, der reflektierend ausgebildet ist. Vorteilhafter¬ weise kann durch den optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittiertes Licht dadurch an dem reflektierend ausgebildeten Wandabschnitt des Gehäuses reflektiert werden, wodurch eine homogene Durchmischung des Lichts im Innenraum des Gehäuses des optoelektronischen
Bauelements erreicht werden kann. Dies unterstützt eine Ho¬ mogenität des durch das optoelektronische Bauelement nach außen abgestrahlten Lichts. In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist dieses ein weiteres optisches Element auf, das zwi¬ schen dem optoelektronischen Halbleiterchip und dem reflektierenden Element angeordnet ist, um elektromagnetische Strahlung in die Öffnungen des reflektierenden Elements zu lenken. Vorteilhafterweise wird dadurch eine Auskopplung von durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertem Licht aus dem Innenraum des Gehäuses des optoelektronischen Bauelements erleichtert, ohne dabei die durch das reflek¬ tierende Element bewirkte Reflexion von von außen auf den Deckelabschnitt des Gehäuses des optoelektronischen Bauele¬ ments auftreffenden Lichts zu reduzieren.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist am Bodenabschnitt ein weiterer optoelektronischer Halb- leiterchip angeordnet. Dadurch kann vorteilhafterweise die Helligkeit des durch das optoelektronische Bauelement ab¬ strahlbaren Lichts erhöht werden. Der optoelektronische Halbleiterchip und der weitere optoelektronische Halb¬ leiterchip des optoelektronischen Bauelements können auch dazu ausgebildet sein, Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen zu erzeugen. Das reflektierende Element des opto- elektronischen Bauelements kann eine homogene Durchmischung des Lichts beider optoelektronischer Halbleiterchips bewirken. Das von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlte Licht weist dann vorteilhafterweise Anteile des von beiden optoelektronischen Halbleiterchips erzeugten Lichts auf und kann dadurch beispielsweise einen besonders guten Weißeindruck bewirken.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese er- reicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines optoelektroni¬ schen Bauelements;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des optoelektronischen Bauelements mitsamt eines Deckelabschnitts;
Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht des optoelektroni¬ schen Bauelements in einer ersten Variante; Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht des optoelektroni¬ schen Bauelements in einer zweiten Variante;
Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht des optoelektroni¬ schen Bauelements in einer dritten Variante;
Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht des optoelektroni¬ schen Bauelements in einer vierten Variante; Fig. 7 eine geschnittene Seitenansicht einer Variante eines optischen Elements des optoelektronischen Bauelements;
Fig. 8 eine geschnittene Seitenansicht des optoelektroni- sehen Bauelements in einer fünften Variante;
Fig. 9 eine geschnittene Seitenansicht des optoelektroni¬ schen Bauelements in einer sechsten Variante; und Fig. 10 eine geschnittene Seitenansicht des optoelektroni¬ schen Bauelements in einer siebten Variante.
Figuren 1 und 2 zeigen schematische perspektivische Dar¬ stellungen eines optoelektronischen Bauelements 10. Fig. 3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 10. In Fig. 1 ist das opto¬ elektronische Bauelement 10 in einer geöffneten Darstellung gezeigt . Das optoelektronische Bauelement 10 dient zur Beleuchtung eines Zielbereichs mit sichtbarem Licht. Das optoelektroni¬ sche Bauelement 10 kann beispielsweise als Blitzlichtvor¬ richtung in einer Foto- und/oder Videokamera dienen, insbesondere beispielsweise als Blitzlichtvorrichtung für eine in ein Mobiltelefon integrierte Kamera.
Das optoelektronische Bauelement 10 weist ein Gehäuse 100 auf. Das Gehäuse 100 umfasst einen Bodenabschnitt 110 und einen zum Bodenabschnitt 110 im Wesentlichen parallelen De- ckelabschnitt 120. Der Deckelabschnitt 120 des Gehäuses 100 ist in Fig. 1 nicht dargestellt. In dem in Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Beispiel sind der Bodenabschnitt 110 und der Deckelabschnitt 120 jeweils rechteckig ausge¬ bildet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Der Bodenabschnitt 110 und der Deckelabschnitt 120 können auch mit anderer Form ausgebildet werden, beispielsweise kreis¬ scheibenförmig. Zwischen dem Bodenabschnitt 110 und dem Deckelabschnitt 120 erstrecken sich Wandabschnitte 130 des Gehäuses 100, die in dem in Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Beispiel im Wesentlichen senkrecht zu dem Bodenabschnitt 110 und dem Deckelabschnitt 120 orientiert sind. Es ist jedoch möglich, die Wandabschnitte 130 des Ge- häuses 100 anders zu orientieren. Beispielsweise könnte der Deckelabschnitt 120 des Gehäuses 110 mit größerer Fläche ausgebildet sein als der Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100. In diesem Fall wären die Wandabschnitte 130 derart ge¬ gen den Bodenabschnitt 110 und den Deckelabschnitt 120 ge- neigt, dass sich das Gehäuse 100 von dem Bodenabschnitt 110 zu dem Deckelabschnitt 120 konisch aufweitet. Der Bodenab¬ schnitt 110, der Deckelabschnitt 120 und die Wandabschnitte 130 des Gehäuses 100 umschließen einen Innenraum 140 des Gehäuses 100.
Das Gehäuse 100 des optoelektronischen Bauelements 10 kann beispielsweise durch einen Formprozess (Moldprozess ) herge¬ stellt sein und ein Kunststoffmaterial aufweisen. Das Ge¬ häuse 100 kann an seinem Bodenabschnitt 110 auch beispiels- weise ein Keramikmaterial, einen metallischen Leiterrahmen oder eine Leiterplatte aufweisen. Das Gehäuse 100 des opto¬ elektronischen Bauelements 10 kann beispielsweise als QFN- Gehäuse ausgebildet sein. Das optoelektronische Bauelement 10 kann als SMD-Bauelement für eine Oberflächenmontage vorgesehen sein, beispielsweise für eine Oberflächenmontage durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten) . Im Innenraum 140 des Gehäuses 100 des optoelektronischen Bauelements 10 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 200 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung zu emit¬ tieren, beispielsweise sichtbares Licht. Der optoelektroni- sehe Halbleiterchip 200 ist bevorzugt als Leuchtdiodenchip (LED-Chip) ausgebildet. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist derart am Bo¬ denabschnitt 110 des Gehäuses 100 angeordnet, dass eine Bo¬ denfläche 220 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 dem Bodenabschnitt 110 zugewandt ist. Eine der Bodenfläche 220 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 gegenüberliegende Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektroni¬ schen Halbleiterchips 200 ist zum Deckelabschnitt 120 des Gehäuses 100 orientiert. Zwischen der Bodenfläche 220 und der Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 erstrecken sich Seitenflächen 230 des optoelektronischen Halbleiterchips 200. Die Strahlungsemis¬ sionsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 ist im dargestellten Beispiel im Wesentlichen quadratisch ausgebildet und weist eine Kantenlänge 211 auf. Es ist je- doch möglich, die Strahlungsemissionsfläche 210 mit anderer Form auszubilden. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist am Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 elektrisch kon¬ taktiert, beispielsweise über Lotverbindungen und/oder über Drahtbondverbindungen .
Der optoelektronische Halbleiterchip 200 kann als flächenemittierender Halbleiterchip ausgebildet sein. In diesem Fall emittiert der optoelektronische Halbleiterchip 200 elektromagnetische Strahlung nur an seiner Strahlungsemis- sionsfläche 210. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 kann aber beispielsweise auch als volumenemittierender Halbleiterchip ausgebildet sein. In diesem Fall emittiert der optoelektronische Halbleiterchip 200 elektromagnetische Strahlung sowohl an der Strahlungsemissionsfläche 210, als auch an seinen Seitenflächen 230.
Auf der Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektroni¬ schen Halbleiterchips 200 des optoelektronischen Bauele¬ ments 10 ist ein wellenlängenkonvertierendes Material 500 angeordnet. Das wellenlängenkonvertierende Material 500 kann beispielsweise in Form eines Konverterplättchens auf der Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 angeordnet sein. Das wellenlängenkon¬ vertierende Element 500 kann allerdings auch entfallen.
Das wellenlängenkonvertierende Material 500 weist wellen- längenkonvertierende Partikel (Leuchtstoffpartikel ) auf, die dazu ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus einem ersten Spektralbereich in elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus ei¬ nem zweiten Spektralbereich zu konvertieren. Dabei sind die wellenlängenkonvertierenden Partikel des wellenlängenkonvertierenden Materials 500 derart auf den optoelektronischen Halbleiterchip 200 abgestimmt, dass die wellenlängenkonvertierenden Partikel von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittierte elektromagnetische Strahlung in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge kon¬ vertieren können. Eine Mischung von unkonvertierter Strahlung des optoelektronischen Halbleiterchips 200 und durch das wellenlängenkonvertierende Material 500 konvertierter elektromagnetischer Strahlung kann beispielsweise einen weißen Farbeindruck vermitteln. Hierzu kann das wellenlängenkonvertierende Material 500 beispielsweise dazu ausge¬ bildet sein, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittierte elektromagnetische Strahlung mit einer Wellen¬ länge aus dem blauen Spektralbereich in elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem gelben Spektralbe¬ reich zu konvertieren.
Der Deckelabschnitt 120 des Gehäuses 100 des optoelektroni¬ schen Bauelements 10 umfasst ein optisches Element 300. Das optische Element 300 ist ein optisch abbildendes Element, das dazu vorgesehen ist, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 erzeugte elektromagnetische Strahlung in ei¬ nen Zielbereich in der Umgebung des optoelektronischen Bauelements 10 abzubilden. Das optische Element 300 weist ein optisch transparentes Material auf, beispielsweise ein Glas oder ein Kunststoffmaterial , etwa PMMA, Polycarbonat oder ein Epoxidharz. Das optische Element 300 weist eine zum Bo¬ denabschnitt 110 des Gehäuses 100 orientierte Innenseite 320 und eine der Innenseite 320 gegenüberliegende Außen¬ seite 310 auf.
Das optische Element 300 umfasst eine Mehrzahl optischer Einzelelemente 350, die in der Ebene des durch das optische Element 300 gebildeten Deckelabschnitts 120 nebeneinander angeordnet sind.
In dem in Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispiel des optoelekt- ronischen Bauelements 10 sind die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 als optische Linsen 360 aus¬ gebildet. Insbesondere sind die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 als plankonvexe Sammellinsen ausgebildet. Dabei sind die optischen Einzelelemente 350 an der Außenseite 310 des optischen Elements 300 jeweils kon¬ vex und an der Innenseite 320 des optischen Elements 300 jeweils plan ausgebildet. Die konvexen Seiten der als opti¬ sche Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 können beispielsweise sphärisch oder asphärisch ausgebildet sein. Es wäre allerdings auch möglich, die als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 ko¬ nisch, bikonisch, toroidisch oder anders auszubilden. Die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 sind einstückig zusammenhängend miteinander verbunden. Dabei sind die nebeneinander angeordneten optischen Einzelelemente 350 in einer regelmäßigen Gitteranordnung angeordnet, im dargestellten Beispiel in einer hexagonalen Git- teranordnung . Es wäre allerdings auch möglich, die opti¬ schen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 in ei¬ ner anderen Gitteranordnung, beispielsweise in einer rechteckigen Gitteranordnung, oder in einer nicht-regelmäßigen Anordnung anzuordnen.
Zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 des optoelektronischen Bauelements 10 und dem optischen Element 300 des optoelektronischen Bauelements 10 ist ein reflektierendes Element 400 angeordnet. Das reflektierende Ele¬ ment 400 ist flach und scheibenförmig ausgebildet und im Wesentlichen parallel zur planen Innenseite 320 des opti- sehen Elements 300 orientiert. Bevorzugt steht das reflek¬ tierende Element 400 mit der Innenseite 320 des optischen Elements 300 in Kontakt.
Das reflektierende Element 400 ist sowohl auf seiner dem optischen Element 300 zugewandten Seite als auch auf seiner dem Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 zugewandten Seite optisch reflektierend ausgebildet. Dabei kann das reflek¬ tierende Element 400 spiegelnd oder diffus optisch reflek¬ tierend ausgebildet sein.
Das reflektierende Element 400 kann beispielsweise an der planen Innenseite 320 des optischen Elements 300 auflami¬ niert oder als Metallisierung auf die Innenseite 320 des optischen Elements 300 aufgebracht sein, beispielsweise mittels eines fotolithografischen Prozesses. Das reflektie¬ rende Element 400 kann aber beispielsweise auch auf die In¬ nenseite 320 des optischen Elements 300 aufgedruckt sein. In diesem Fall kann das reflektierende Element 400 bei¬ spielsweise durch eine weiße Druckfarbe gebildet sein.
Das reflektierende Element 400 weist eine Mehrzahl von Öff¬ nungen 410 auf, die sich zwischen der dem Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 zugewandten Seite des reflektierenden Elements 400 und der der Innenseite 320 des optischen Ele- ments 300 zugewandten Seite des reflektierenden Elements 400 durch das reflektierende Element 400 erstrecken. Das reflektierende Element 400 bildet somit eine Blende. Die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 bilden Blendenöffnungen .
Bevorzugt ist jedem optischen Einzelelement 350 des opti¬ schen Elements 300 des optoelektronischen Bauelements 10 eine Öffnung 410 des reflektierenden Elements 400 zugeord¬ net. In diesem Fall entspricht die Anzahl der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 bevorzugt im Wesentlichen der Anzahl der optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300. Die Anordnung der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 entspricht bevorzugt der Anordnung der optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300. Falls die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 in einer regelmäßigen Gitteranordnung angeord- net sind, so sind auch die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 bevorzugt in einer regelmäßigen Gitterano¬ rdnung angeordnet, beispielsweise in einer rechteckigen o- der hexagonalen Gitteranordnung. In dem in Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispiel sind die Öffnungen 410 des reflektieren- den Elements 400 in einer hexagonalen Gitteranordnung angeordnet .
Die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 können beispielsweise runde oder rechteckige Querschnitte aufwei- sen. Dabei weist jede Öffnung 410 des reflektierenden Ele¬ ments 400 einen Mittelpunkt 420 und einen Durchmesser 411 auf. Falls die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 rechteckige Querschnitte aufweisen, so kann der Durch¬ messer 411 als Länge einer Diagonalen der jeweiligen Öff- nung 410 definiert werden.
Die als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 des optoelektro¬ nischen Bauelements 10 können jeweils einen Brennpunkt 380 aufweisen. Bevorzugt sind die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 und die Öffnungen 410 des re¬ flektierenden Elements 400 relativ zueinander so angeordnet, dass der Brennpunkt 380 bei jedem optischen Einzelele¬ ment 350 von dem Mittelpunkt 420 der dem jeweiligen opti- sehen Einzelelement 350 zugeordneten Öffnung 410 des re¬ flektierenden Elements 400 um einen Abstand 381 von nicht mehr als das Doppelte des Durchmessers 411 der jeweiligen Öffnung 410 beabstandet ist, bevorzugt um nicht mehr als den einfachen Durchmesser 411 der jeweiligen Öffnung 410. Dies bedeutet, dass sich die Hauptachsen der als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 um nicht mehr als den Abstand 381 von den Mittelpunkten 420 der zugeordneten Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 entfernt erstrecken. Die Öffnungen 410 des reflektie¬ renden Elements 400 werden dann durch die zugeordneten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 je¬ weils in das Fernfeld abgebildet.
Es ist möglich, dass die Brennpunkte 380 der als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 nicht punktförmig ausgebildet sind. In diesem Fall weisen die optischen Linsen lediglich einen ausgedehnten Fokus-Raumbereich auf, in dem ein gedachtes, auf die jeweilige optische Linse 360 treffendes, Parallel¬ strahlbündel eine maximale Fokussierung erfahren würde. Be¬ vorzugt ist in diesem Fall bei jedem optischen Einzelele¬ ment 350 ein Mittelpunkt des Fokus-Raumbereichs von dem Mittelpunkt 420 der dem jeweiligen optischen Einzelelement 350 zugeordneten Öffnung 410 des reflektierenden Elements 400 um den Abstand 381 von nicht mehr als das Doppelte des Durchmessers 411 der jeweiligen Öffnung 410 beabstandet, bevorzugt um nicht mehr als den einfachen Durchmesser 411 der jeweiligen Öffnung 410.
Ebenfalls möglich ist, dass die als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 in unterschiedliche Raumrichtungen unter- schiedliche Brennpunkte besitzen. In diesem Fall kann die dem jeweiligen optischen Einzelelement 350 zugeordnete Öff¬ nung 410 des reflektierenden Elements 400 bezüglich einem der Brennpunkte so angeordnet werden wie oben beschrieben. Alternativ kann die dem jeweiligen optischen Einzelelement 350 zugeordnete Öffnung 410 des reflektierenden Elements
400 zwischen den Brennpunkten des jeweiligen optischen Einzelelements 350 angeordnet werden. Der Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 und die Wandab¬ schnitte 130 des Gehäuses 100 des optoelektronischen Bau¬ elements 10 sind bevorzugt optisch reflektierend ausgebil¬ det, beispielsweise spiegelnd oder diffus optisch reflek- tierend. Dadurch bildet der Innenraum 140 des Gehäuses 100 einen Lichtkasten, an dessen durch den Bodenabschnitt 110, die Wandabschnitte 130 und das reflektierende Element 400 gebildeten Wänden Licht viele Male reflektiert werden und dadurch homogen durchmischt werden kann. Zwischen dem opto- elektronischen Halbleiterchip 200 und dem reflektierenden Element 400 kann sich Luft befinden.
Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10 wird an der Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 bzw. an dem auf der Strahlungsemissi¬ onsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 angeordneten wellenlängenkonvertierenden Material 500 Licht in einen breiten Raumwinkelbereich abgestrahlt. Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Verlauf zweier solcher emittierter Lichtstrahlen 11. Die durch den optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittierten Lichtstrahlen 11 werden im Innenraum 140 des Gehäuses 100 so lange an der dem Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 zugewandten Seite des reflektierenden Elements 400, den Wandabschnitten 130 des Gehäuses 100 und dem Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 reflektiert, bis sie durch eine der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 durchtreten und durch das der jeweiligen Öffnung 410 des reflektierenden Elements 400 zugeordnete optische Einzelelement 350 des optischen Elements 300 in den Zielbereich in der Umgebung des optoelektronischen Bauelements 10 gerichtet werden.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung auch einen aus der Umgebung des optoelektronischen Bauelements 10 von au- ßen auf den Deckelabschnitt 120 des Gehäuses 100 des opto¬ elektronischen Bauelements 10 auftreffenden äußeren Lichtstrahl 12. Der äußere Lichtstrahl 12 trifft auf eines der als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300. Der äußere Licht¬ strahl wird, sofern er nicht unter einem Winkel aus einem durch das jeweilige optische Einzelelement 350 festgelegten engen Winkelbereich auf das optische Einzelelement 350 trifft, durch das optische Einzelelement 350 zu dem reflek¬ tierenden Element 400 abgelenkt, nicht jedoch zu der dem jeweiligen optischen Einzelelement 350 zugeordneten Öffnung 410 des reflektierenden Elements 400. Der durch das opti- sehe Einzelelement 350 zu dem reflektierenden Element 400 abgelenkte äußere Lichtstrahl 12 wird an dem reflektierenden Element 400 reflektiert und durch das optische Element 300 in die Umgebung des optoelektronischen Bauelements 10 zurückgestrahlt .
Dies hat zur Folge, dass der Deckelabschnitt 120 des Gehäu¬ ses 120 des optoelektronischen Bauelements 10 von außen betrachtet im Wesentlichen diffus oder spiegelnd reflektie¬ rend wirkt. Der Innenraum 140 des Gehäuses 100 des opto- elektronischen Bauelements 10 und der in dem Innenraum 140 des Gehäuses 100 angeordnete optoelektronische Halbleiter¬ chip 200 sind jedoch aus der Umgebung des optoelektronischen Bauelements 10 nicht oder kaum sichtbar. Die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 des optoelektronischen Bauelements 10 können alle identisch zueinander ausgebildet sein. Beispielsweise können die als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 jeweils so ausgebildet sein, dass jedes optische Einzelelement 350 Licht, das durch die dem jeweiligen optischen Einzelelement 350 zugeordnete Öff¬ nung 410 des reflektierenden Elements 400 fällt, als im We¬ sentlichen senkrecht zum Deckelabschnitt 120 des Gehäuses 100 des optoelektronischen Bauelements 10 orientierter Pa- rallelstrahl abgestrahlt wird. Es ist allerdings auch mög¬ lich, die optischen Einzelelemente 350 des optischen Ele¬ ments 300 unterschiedlich auszubilden. Beispielsweise kön- nen unterschiedliche optische Einzelelemente 350 des opti¬ schen Elements 300 dazu vorgesehen sein, von dem optoelektronischen Bauelement 10 abgestrahltes Licht in unterschied¬ liche Bereiche eines durch das optoelektronische Bauelement 10 zu beleuchtenden Zielbereichs zu lenken.
In dem in Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispiel des optoelektronischen Bauelements 10 sind die Hauptachsen der als optische Linsen 360 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350, die sich bis auf den Abstand 381 durch die Mittel¬ punkte 420 der den optischen Einzelelementen 350 zugeordneten Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 erstrecken, alle senkrecht zum Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 und zur Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektro- nischen Halbleiterchips 200 orientiert. Das optische Ele¬ ment 300 und das reflektierende Element 400 sind im Wesent¬ lichen eben ausgebildet. Es wäre allerdings auch möglich, dass die Hauptachsen zumindest einiger optischer Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 gegen den Bodenab- schnitt 110 des Gehäuses 100 und die Strahlungsemissions¬ fläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 ver¬ kippt sind. In diesem Fall kann das optische Element 300 beispielsweise gewölbt sein. Die Querschnittsform der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 kann die Lichtverteilung in dem durch das optoelektronische Bauelement 10 zu beleuchtenden Zielbe¬ reich beeinflussen. Bevorzugt weisen die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 einen runden oder einen recht- eckigen, beispielsweise einen quadratischen, Querschnitt auf .
Das optische Element 300 des optoelektronischen Bauelements 10 weist in dem in Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispiel zwischen seiner Innenseite 320 und seiner Außenseite 310 eine Dicke 301 auf. Die Dicke 301 des optischen Elements 300 ist bevorzugt kleiner als 500 ym, besonders bevorzugt kleiner als 200 ym. Beispielsweise kann die Dicke 301 des optischen Elements 300 100 ym betragen.
Das optische Element 300 des optoelektronischen Bauelements 10 weist in dem in Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispiel eine parallel zum Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 gemessene Kantenlänge 302 auf. Bevorzugt ist die Kantenlänge 302 des optischen Elements 300 höchstens dreimal so groß wie die Kantenlänge 211 der Strahlungsemissionsfläche 210 des opto- elektronischen Halbleiterchips 200, besonders bevorzugt höchstens zweimal so groß.
Die Innenseite 320 des optischen Elements 300 weist bei dem in Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispiel des optoelektro- nischen Bauelements 10 einen Abstand 303 von dem auf der
Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektronischen Halb¬ leiterchips 200 angeordneten wellenlängenkonvertierenden Material 500 auf. Der Abstand 303 ist bevorzugt kleiner als 500 ym, besonders bevorzugt kleiner als 200 ym. Beispiels- weise kann der Abstand 303 100 ym betragen.
Die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 weisen in dem in Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispiel des optoelektronischen Bauelements 10 jeweils einen Abstand 351 voneinander auf. Bevorzugt ist der Abstand 351 zwischen den optischen Einzelelementen 350 größer als die Hälfte der Dicke 301 des optischen Elements 300. Ebenfalls bevorzugt ist der Abstand 351 zwischen den einzelnen optischen Einzelelementen 350 des optischen Elements 300 kleiner als die drei- fache Dicke 301 des optischen Elements 300.
Neben dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 können in dem Innenraum 140 des Gehäuses 100 des optoelektronischen Bauelements 10 ein oder mehrere weitere optoelektronische Halbleiterchips angeordnet sein. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 und die weiteren optoelektronischen Halbleiterchips sind dabei nebeneinander am Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 angeordnet und können voneinander be¬ abstandet sein.
Die weiteren optoelektronischen Halbleiterchips können identisch zu dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 ausgebildet sein. Die weiteren optoelektronischen Halbleiterchips können allerdings auch ausgebildet sein, Licht mit einer anderen Wellenlänge zu emittieren als der optoelekt¬ ronische Halbleiterchip 200.
Auf den Strahlungsemissionsflächen der weiteren optoelektronischen Halbleiterchips kann jeweils wellenlängenkonvertierendes Material angeordnet sein, das gleich wie oder an¬ ders als das wellenlängenkonvertierende Material 500 auf der Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 ausgebildet ist.
Die Ausgestaltung des Innenraums 140 des Gehäuses 100 als Lichtkasten mit dem reflektierenden Bodenabschnitt 110, den reflektierenden Wandabschnitten 130 und dem reflektierenden Element 400 bewirkt eine homogene Durchmischung der durch die einzelnen optoelektronischen Halbleiterchips emittierten Lichtanteile in dem Innenraum 140 des Gehäuses 100. Dadurch kann erreicht werden, dass das durch das optoelekt- ronische Bauelement 10 in den zu beleuchtenden Zielbereich abgestrahlte Licht in allen Teilbereichen des Zielbereichs eine im Wesentlichen homogene Farbmischung aufweist.
Anhand der Figuren 4 bis 10 werden nachfolgend alternative Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 10 beschrieben. Diese alternativen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 10 stimmen, bis auf die nachfol¬ gend erläuterten Abweichungen, mit der vorstehend anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform des opto- elektronischen Bauelements 10 überein. Die vorstehende Be¬ schreibung trifft insofern auch für die nachfolgend gezeig¬ ten Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 10 zu. Beispielsweise können bei jeder Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 mehrere optoelektronische Halbleiterchips vorhanden sein.
Fig. 4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 10 in einer alternativen Ausführungsform. In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist das wellenlängenkonvertierende Material 500 nicht le¬ diglich auf der Strahlungsemissionsfläche 210 des opto¬ elektronischen Halbleiterchips 200 angeordnet, sondern er- streckt sich auch über die Seitenflächen 230 des optoelekt¬ ronischen Halbleiterchips 200 und den Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100. Es wäre allerdings auch möglich, entweder im Bereich der Seitenflächen 230 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 oder im Bereich des Bodenabschnitts 110 des Gehäuses 100 auf das Vorsehen des wellenlängenkonvertierenden Materials 500 zu verzichten.
Fig. 5 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 10 in einer weiteren al- ternativen Ausführungsform. In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist am Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 eine dicke Schicht des wellenlängenkonvertierenden Materials 500 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist derart in die dicke Schicht des wellenlängenkonver- tierenden Materials 500 eingebettet, dass sowohl die Sei¬ tenflächen 230 als auch die Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 durch das wel¬ lenlängenkonvertierende Material 500 bedeckt sind. Fig. 6 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10. In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist auf der Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektroni- sehen Halbleiterchips 200 kein wellenlängenkonvertierendes Material 500 angeordnet. Stattdessen ist das wellenlängen¬ konvertierende Material 500 an der dem Innenraum 140 des Gehäuses 100 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 zugewandten Seite des reflektierenden Elements 400 angeord¬ net. In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform wird von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 abgestrahltes Licht also erst beim Auftreffen auf das an dem reflektie- renden Element 400 angeordnete wellenlängenkonvertierende Material 500 in Licht einer anderen Wellenlänge konver¬ tiert .
In dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel ist das reflektie- rende Element 400 auf seiner dem Innenraum 140 des Gehäuses 100 zugewandten Seite vollständig durch das wellenlängenkonvertierende Material 500 bedeckt. Das wellenlängenkon¬ vertierende Material 500 erstreckt sich dabei auch über die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400. Es wäre je- doch möglich, das wellenlängenkonvertierende Material 500 derart auf den Bereich der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 zu beschränken, dass die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 jeweils durch das wellenlängenkonvertierende Material 500 abgedeckt sind, das reflek- tierende Element 400 jedoch in den Bereichen zwischen den
Öffnungen 410 teilweise nicht durch das wellenlängenkonvertierende Material 500 bedeckt ist.
Das Aufbringen des wellenlängenkonvertierenden Materials 500 auf das reflektierende Element 400 kann beispielsweise durch ein Druckverfahren oder durch ein Sprühverfahren erfolgen. Falls das reflektierende Element 400 nicht voll¬ ständig durch das wellenlängenkonvertierende Material 500 bedeckt werden soll, kann dabei beispielsweise eine Maske verwendet werden.
Fig. 7 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht von Teilen des optischen Elements 300 und des reflektierenden Elements 400 einer weiteren alternativen Ausführungs- form des optoelektronischen Bauelements 10. In der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist das reflektierende Element 400 zumindest teilweise in das optische Element 300 einge- bettet. Das reflektierende Element 400 kann dabei bei¬ spielsweise als ein die Öffnungen 410 aufweisendes reflek¬ tierendes Metallblech (Lochblech) ausgebildet sein. Das optische Element 300 kann in der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform beispielsweise mittels eines Formprozesses (Moldprozess ) hergestellt werden. Dabei wird das reflektie¬ rende Element 400 bereits während der Ausbildung des opti¬ schen Elements 300 in das optische Element 300 eingebettet. Das reflektierende Element 400 wird mit dem Material des optischen Elements 300 umformt.
Das reflektierende Element 400 ist derart in das optische Element 300 eingebettet, dass die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 an einer Seite des reflek¬ tierenden Elements 400 angeordnet sind. Auch in der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 als optische Linsen 360 ausgebildet. Die relative Anordnung der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 und der optischen Einzelelemente 350 und ihrer Brennpunkte 380 ist bevorzugt so wie bei der anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10. Das optische Element 300 weist in der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform zusätzlich Kavitäten 330 auf, die in einer vereinfachten Ausführungsform jedoch auch entfallen können. Der in Fig. 7 gezeigte Teil des optischen Elements 300 um- fasst eine erste Kavität 330, 331, eine zweite Kavität 330, 332 und eine dritte Kavität 330, 333. Die Kavitäten 330 sind auf der den optischen Einzelelementen 350 gegenüberliegenden Seite des in das optische Element 300 eingebette¬ ten reflektierenden Elements 400 angeordnet. Dabei sind die Kavitäten 330 an der Innenseite 320 des optischen Elements 300 zum Innenraum 140 des Gehäuses 100 hin geöffnet. Bevor¬ zugt ist jedem optischen Einzelelement 350 des optischen Elements 300 und jeder Öffnung 410 des reflektierenden Elements 400 eine eigene Kavität 330 zugeordnet. In den Kavitäten 330 des optischen Elements 300 ist jeweils ein wellenlängenkonvertierendes Material 500 angeordnet. Bei einer das optische Element 300 und das reflektierende Element 400 in der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform umfassenden Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 ist es daher nicht erforderlich, wellenlängenkonvertierendes Material 500 an der Strahlungsemissionsfläche 210 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 vorzusehen. Das wellenlängenkonvertierende Material 500 kann beispiels¬ weise mittels eines Dosierverfahrens in den Kavitäten 330 des optischen Elements 300 angeordnet werden.
Es ist möglich, in allen Kavitäten 330 des optischen Ele- ments 300 das gleiche wellenlängenkonvertierende Material
500 vorzusehen. Es ist aber auch möglich, in unterschiedlichen Kavitäten 330 des optischen Elements 300 unterschied¬ liches wellenlängenkonvertierendes Material 500 anzuordnen, das beispielsweise ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung in elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen zu konvertieren. In dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel ist in der ersten Kavität 330, 331 und in der dritten Kavität 330, 333 eine erste Art des wellenlängen¬ konvertierenden Materials 500 angeordnet, während in der zweiten Kavität 330, 332 eine zweite Art des wellenlängen¬ konvertierenden Materials 500 angeordnet ist.
Zusätzlich zu dem wellenlängenkonvertierenden Material 500 kann weiteres Material in den Kavitäten 330 des optischen Elements 300 der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform angeordnet werden. Beispielsweise können reflektive Partikel und/oder ein diffus streuendes Material 510 in den Kavitä¬ ten 330 angeordnet werden. In dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel ist in den Kavitäten 330 zusätzlich zu dem wellenlän- genkonvertierenden Material 500 ein diffus streuendes Mate¬ rial 510 angeordnet. Dabei ist das diffus streuende Mate¬ rial 510 jeweils näher an dem in das optische Element 300 eingebetteten reflektierenden Element 400 angeordnet als das wellenlängenkonvertierende Material 500. Das diffus streuende Material 510 kann aber auch entfallen.
Fig. 8 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10. Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 entspricht, bis auf die nachfolgend dargestellten Unterschiede, der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des optoelektronischen Bauele- ments 10.
In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 weist dieses zusätzlich zu dem opti¬ schen Element 300 ein weiteres optisches Element 600 auf. Das weitere optische Element 600 ist auf der dem Innenraum 140 des Gehäuses 100 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 zugewandten Seite des reflektierenden Elements 400 angeordnet. Bevorzugt steht das weitere optische Element 600 in unmittelbarem Kontakt mit dem reflektierenden Ele- ment 400. In diesem Fall ist das reflektierende Element 400 zwischen dem optischen Element 300 und dem weiteren optischen Element 600 eingebettet. Das weitere optische Element 600 kann einstückig zusammenhängend mit dem optischen Element 300 ausgebildet sein.
Das weitere optische Element 600 umfasst eine Mehrzahl wei¬ terer optischer Einzelelemente 610, die im dargestellten Beispiel als optische Linsen ausgebildet sind. Bevorzugt ist jeder Öffnung 410 des reflektierenden Elements 400 ein weiteres optisches Einzelelement 610 des weiteren optischen Elements 600 zugeordnet. Die weiteren optischen Einzelele¬ mente 600 sind dazu vorgesehen, elektromagnetische Strah¬ lung aus dem Innenraum 140 in die Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 zu lenken. Hierzu können die weite- ren optischen Einzelelemente 610 beispielsweise als Sammel¬ linsen ausgebildet sein, insbesondere beispielsweise als plankonvexe Sammellinsen. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 könnte das wellenlängenkonvertie¬ rende Material 500 auch wie in der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 oder wie in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 angeordnet werden.
Fig. 9 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bau- elements 10. Die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 entspricht, bis auf die nachfolgend erläuterten Abweichungen, der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10. In der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform sind die optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 des optoelektronischen Bauelements 10 als optische Taper 370 ausgebildet. Die optischen Taper 370 können auch als Re¬ flektoren bezeichnet werden. Jeder optische Taper 370 wei- tet sich von der Innenseite 320 des optischen Elements 300 zur Außenseite 310 des optischen Elements 300 konisch auf. Dabei weist jeder optische Taper 370 eine sich zwischen der Innenseite 320 und der Außenseite 310 des optischen Ele¬ ments 300 erstreckende Außenfläche 371 auf, die eine Man- telfläche des sich konisch aufweitenden optischen Tapers 370 bildet.
Elektromagnetische Strahlung, die aus dem Innenraum 140 des Gehäuses 100 des optoelektronischen Bauelements 10 durch eine der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 in eines der als optische Taper 370 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 propagiert, wird innerhalb des jeweiligen optischen Einzelelements 350 an der Außenfläche 371 totalreflektiert und dadurch zur Au- ßenseite 310 des optischen Elements 300 geleitet, wo sie aus dem optischen Einzelelement 350 des optischen Elements 300 austreten kann. Fig. 10 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10. Die in Fig. 10 gezeigte Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 entspricht, bis auf die nachfolgend erläuterten Unterschiede, der in Fig. 9 gezeig¬ ten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10.
In der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform ist an den Außenflächen 371 der als optische Taper 370 ausgebildeten optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 ein reflektierendes Material angeordnet. Elektromagnetische Strahlung, die aus dem Innenraum 140 des Gehäuses 100 des optoelektronischen Bauelements 10 durch eine der Öffnungen 410 des reflektierenden Elements 400 in eines der optischen Einzelelemente 350 des optischen Elements 300 eindringt, wird an dem zwischen den einzelnen optischen Einzelelementen 350 angeordneten reflektierenden Material reflektiert und dadurch innerhalb des jeweiligen optischen Einzelelements 350 zur Außenseite 310 des optischen Elements 300 transportiert, wo sie aus dem optischen Element 300 austre¬ ten kann und in den durch das optoelektronische Bauelement 10 beleuchteten Zielbereich abgestrahlt wird.
Bei den in Figuren 9 und 10 gezeigten Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 10 kann das wellenlängenkonvertierende Material 500 alternativ wie in einer der in Fi¬ guren 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen angeordnet werden. Das optische Element 300 der in Figuren 9 und 10 gezeigten Ausführungsformen des optoelektronischen Bauele- ments 10 könnte auch mit einem weiteren optischen Element 600 kombiniert werden, wie es in der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 dargestellt ist. In allen erläuterten Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 10 können der Deckelabschnitt 120 und die Wandabschnitte 130 des Gehäuses 100 einstückig zusammenhän- gend ausgebildet werden. In diesem Fall können der Deckel¬ abschnitt 120 und die einstückig mit dem Deckelabschnitt 120 zusammenhängenden Wandabschnitte 130 als Deckel auf dem Bodenabschnitt 110 des Gehäuses 100 angeordnet werden. Al¬ ternativ können aber auch der Bodenabschnitt 110 und die Wandabschnitte 130 des Gehäuses 100 einstückig zusammenhän¬ gend ausgebildet werden. In diesem Fall wird der Deckelab¬ schnitt 120 nach dem Anordnen des optoelektronischen Halbleiterchips 200 auf dem Bodenabschnitt 110 eingesetzt, um das Gehäuse 100 zu vervollständigen.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
10 optoelektronisches Bauelement 11 emittierter Lichtstrahl
12 äußerer Lichtstrahl
100 Gehäuse
110 Bodenabschnitt
120 Deckelabschnitt
130 Wandabschnitt
140 Innenraum
200 optoelektronischer Halbleiterchip
210 Strahlungsemissionsfläche
211 Kantenlänge
220 Bodenfläche
230 Seitenfläche
300 optisches Element
301 Dicke
302 Kantenlänge
303 Abstand
310 Außenseite
320 Innenseite
330 Kavität
331 erste Kavität
332 zweite Kavität
333 dritte Kavität 350 optisches Einzelelement
351 Abstand
360 optische Linse
370 optischer Taper
371 Außenfläche
380 Brennpunkt
381 Abstand
400 reflektierendes Element Öffnung
Durchmesser
Mittelpunkt wellenlängenkonvertierendes Material diffus streuendes Material weiteres optisches Element
weitere optische Einzelelemente

Claims

Patentansprüche
Optoelektronisches Bauelement (10)
mit einem Gehäuse (100) mit einem Bodenabschnitt (110) und einem Deckelabschnitt (120), die einen Innenraum (140) des Gehäuses (100) begrenzen,
wobei am Bodenabschnitt (110) ein optoelektronischer Halbleiterchip (200) angeordnet ist,
wobei der Deckelabschnitt (120) durch ein optisches Ele ment (300) gebildet wird,
wobei zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip (200) und einer Außenseite (310) des optischen Elements (300) ein reflektierendes Element (400) angeordnet ist, das Öffnungen (410) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 1, wobei das reflektierende Element (400) spiegelnd oder diffus reflektierend ausgebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei das optische Element (300) eine plane Seite (320) aufweist, die dem optoelektronischen Halbleiterchip (200) zugewandt ist,
wobei das reflektierende Element (400) an der planen Seite (320) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 3, wobei das reflektierende Element (400) an der planen Seite (320) des optischen Elements (300) auflaminiert , aufgedruckt oder als Metallisierung aufgebracht.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der An¬ sprüche 1 und 2,
wobei das reflektierende Element (400) zumindest teil¬ weise in das optische Element (300) eingebettet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 5, wobei das optische Element (300) eine Mehrzahl von Kavi täten (330) aufweist, die zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip (200) und dem reflektierenden Element (400) angeordnet sind,
wobei in den Kavitäten (330) jeweils ein wellenlängenkonvertierendes Material (500) angeordnet ist.
7. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 6, wobei in zumindest einer der Kavitäten (330) zusätzlich ein diffus streuendes Material (510) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Öffnungen (410) des reflektierenden Elements (400) einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen .
9. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei die Öffnungen (410) des reflektierenden Elements (400) in einer regelmäßigen Gitteranordnung angeordnet sind, bevorzugt in einer rechteckigen oder hexagonalen Gitteranordnung .
10. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei das optische Element (300) eine Mehrzahl nebenei¬ nander angeordneter optischer Einzelelemente (350) um- fasst .
11. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 10, wobei jedem optischen Einzelelement (350) des optischen Elements (300) eine Öffnung (410) des reflektierenden Elements (400) zugeordnet ist.
12. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 11, wobei jedes optische Einzelelement (350) einen Brenn¬ punkt (380) aufweist, der von einem Mittelpunkt (420) der zugeordneten Öffnung (410) des reflektierenden Ele- ments (400) um nicht mehr als das Doppelte des Durchmes¬ sers (411) der Öffnung (410) beabstandet ist, bevorzugt um nicht mehr als den einfachen Durchmessers (411) der Öffnung (410) .
13. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der An¬ sprüche 10 bis 12,
wobei die optischen Einzelelemente (350) als optische Linsen (360) ausgebildet sind.
14. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der An¬ sprüche 10 und 11,
wobei die optischen Einzelelemente (350) als optische Taper (370) ausgebildet sind.
15. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der An¬ sprüche 10 bis 14,
wobei sich die optischen Einzelelemente (350) des opti¬ schen Elements (300) voneinander unterscheiden.
16. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei an einer Strahlungsemissionsfläche (210) des opto¬ elektronischen Halbleiterchips (200) und/oder an zu der Strahlungsemissionsfläche (210) senkrechten Seitenflä- chen (230) des optoelektronischen Halbleiterchips (200) und/oder am Bodenabschnitt (110) des Gehäuses (100) und/oder an einer dem optoelektronischen Halbleiterchip (200) zugewandten Seite des reflektierenden Elements (400) ein wellenlängenkonvertierendes Material (500) an- geordnet ist.
17. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, wobei der Bodenabschnitt (110) reflektierend ausgebildet ist .
18. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei der Innenraum (140) durch einen sich zwischen dem Bodenabschnitt (110) und dem Deckelabschnitt (120) er¬ streckenden Wandabschnitt (130) begrenzt wird, der re¬ flektierend ausgebildet ist.
19. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei das optoelektronische Bauelement (10) ein weiteres optisches Element (600) aufweist, das zwischen dem opto¬ elektronischen Halbleiterchip (200) und dem reflektierenden Element (400) angeordnet ist, um elektromagneti¬ sche Strahlung in die Öffnungen (410) des reflektierenden Elements (400) zu lenken.
20. Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei am Bodenabschnitt (110) ein weiterer optoelektro¬ nischer Halbleiterchip (200) angeordnet ist.
PCT/EP2015/070205 2014-09-15 2015-09-04 Optoelektronisches bauelement Ceased WO2016041784A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112015004195.8T DE112015004195B4 (de) 2014-09-15 2015-09-04 Optoelektronisches bauelement
US15/510,468 US9985188B2 (en) 2014-09-15 2015-09-04 Optoelectronic component

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014113275.0 2014-09-15
DE102014113275.0A DE102014113275A1 (de) 2014-09-15 2014-09-15 Optoelektronisches Bauelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016041784A1 true WO2016041784A1 (de) 2016-03-24

Family

ID=54062738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/070205 Ceased WO2016041784A1 (de) 2014-09-15 2015-09-04 Optoelektronisches bauelement

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9985188B2 (de)
DE (2) DE102014113275A1 (de)
WO (1) WO2016041784A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016224090B4 (de) 2016-12-05 2024-03-28 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement, Modul mit mindestens zwei optoelektronischen Bauelementen und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
DE102017114369A1 (de) 2017-06-28 2019-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
DE102018101582B4 (de) * 2018-01-24 2022-10-13 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlung emittierende Vorrichtung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070002453A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Munro James F Method and apparatus for aperture sculpting in a microlens array film
JP2010122372A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Toppan Printing Co Ltd 光学機能部材、バックライトユニット及びディスプレイ装置
US7806547B2 (en) * 2006-07-14 2010-10-05 Light Prescriptions Innovators, Llc Brightness-enhancing film
US20110122599A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Cheng Lin Composite diffuser structure and backlight module
CN202259431U (zh) * 2011-07-29 2012-05-30 群睿股份有限公司 光源模块及其光源模块阵列
WO2013046081A1 (en) * 2011-09-27 2013-04-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. A lighting system for emitting a shaped light beam and a luminaire
US20130114267A1 (en) * 2011-11-03 2013-05-09 Automotive Research & Testing Center Converging illuminant device
US20130193592A1 (en) * 2010-09-06 2013-08-01 Heraeus Noblelight Gmbh Coating Method for an Optoelectronic Chip-on-Board Module
JP2013254649A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Sharp Corp 面光源装置、表示装置および照明装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003330111A (ja) * 2002-05-10 2003-11-19 Olympus Optical Co Ltd 発光ユニット、照明装置、及び投影表示装置
WO2004068182A2 (en) * 2003-01-24 2004-08-12 Digital Optics International Corporation High density illumination system
US7360936B2 (en) * 2003-06-10 2008-04-22 Abu-Ageel Nayef M Method and system of LED light extraction using optical elements
KR20060133484A (ko) * 2005-06-20 2006-12-26 히다치 막셀 가부시키가이샤 조명장치, 표시장치, 광학시트 및 그 제조방법
US7365991B2 (en) * 2006-04-14 2008-04-29 Renaissance Lighting Dual LED board layout for lighting systems
JP5552573B2 (ja) * 2011-07-12 2014-07-16 パナソニック株式会社 光学素子及びそれを用いた半導体発光装置
TWI475729B (zh) * 2011-07-14 2015-03-01 國立臺灣科技大學 偏極化白光發光二極體

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070002453A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Munro James F Method and apparatus for aperture sculpting in a microlens array film
US7806547B2 (en) * 2006-07-14 2010-10-05 Light Prescriptions Innovators, Llc Brightness-enhancing film
JP2010122372A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Toppan Printing Co Ltd 光学機能部材、バックライトユニット及びディスプレイ装置
US20110122599A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Cheng Lin Composite diffuser structure and backlight module
US20130193592A1 (en) * 2010-09-06 2013-08-01 Heraeus Noblelight Gmbh Coating Method for an Optoelectronic Chip-on-Board Module
CN202259431U (zh) * 2011-07-29 2012-05-30 群睿股份有限公司 光源模块及其光源模块阵列
WO2013046081A1 (en) * 2011-09-27 2013-04-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. A lighting system for emitting a shaped light beam and a luminaire
US20130114267A1 (en) * 2011-11-03 2013-05-09 Automotive Research & Testing Center Converging illuminant device
JP2013254649A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Sharp Corp 面光源装置、表示装置および照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9985188B2 (en) 2018-05-29
DE112015004195A5 (de) 2017-06-01
DE102014113275A1 (de) 2016-03-17
US20170256691A1 (en) 2017-09-07
DE112015004195B4 (de) 2021-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1805815B1 (de) Beleuchtungseinrichtung, kfz-scheinwerfer und verfahren zur herstellung einer beleuctungseinrichtung
DE602005004297T2 (de) Hochleistungs-led-lampen-system
DE102009017495B4 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE112013001416B4 (de) Flächenlichtquelle
WO2013178415A1 (de) Linse mit innenreflektierender reflexionslage
DE102013202334B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung zum Bereitstellen von Licht
WO2016005150A1 (de) Halbleiterlaserbauteil und kamera
EP2845233B1 (de) Led-modul
WO2006045287A2 (de) Elektromagnetische strahlung emittierendes halbleiterbauelement und bauelementgehäuse
DE102007059548A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Auskoppellinse für ein optoelektronisches Bauelement
DE102009018088A1 (de) Modul zur Homogenisierung von Licht, das von einer Festkörper-Lichtquelle (z.B. einer LED) emittiert wird
DE102014226336A1 (de) Laserdiode, Lasermodul, Beleuchtungsmodul und Justageverfahren
WO2017072294A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zu seiner herstellung
WO2012025363A1 (de) Leseleuchte für kraftfahrzeuge
DE102016109647B4 (de) Linse und Leuchte mit einer solchen Linse
WO2016113248A1 (de) Optoelektronisches bauelement
WO2016041784A1 (de) Optoelektronisches bauelement
WO2016030364A1 (de) Rahmenlose pendelleuchte
WO2017194682A1 (de) Optische anordnung und anzeigegerät
DE112017000574B4 (de) Leuchtvorrichtung
WO2014048797A2 (de) Ringlichtmodul und verfahren zur herstellung eines ringlichtmoduls
EP1598590A2 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit optimierter Auskoppelfläche
WO2017167664A1 (de) Konverter zur teilweisen konversion einer primärstrahlung und lichtemittierendes bauelement
DE102014217093A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit optoelektronischer Lichtquelle
DE102016218139A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15759446

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15510468

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015004195

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112015004195

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15759446

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1