專(zhuān)利名稱(chēng)：光電子半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
給出了一種光電子半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
本專(zhuān)利申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10 2008 054 0 . 3的優(yōu)先權(quán)，該德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的任務(wù)在于給出一種光電子半導(dǎo)體器件，該光電子半導(dǎo)體器件在關(guān)斷的工作狀態(tài)下在觀察該光電子半導(dǎo)體器件的光出射面時(shí)針對(duì)外部觀察者根據(jù)可預(yù)先給定的色彩印象(Farbeindruck)來(lái)顯現(xiàn)。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，該器件包括至少一個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片例如可以是冷光二極管芯片。冷光二極管芯片可以是發(fā)射在紫外光到紅外光的范圍中的輻射的發(fā)光二極管芯片或者激光二極管芯片。優(yōu)選地，冷光二極管芯片發(fā)射電磁輻射的光譜在可見(jiàn)或者紫外范圍中的光。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，在發(fā)射方向上在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的下游設(shè)置有至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器元件，用于對(duì)由半導(dǎo)體芯片在工作時(shí)所發(fā)射的電磁輻射進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換器元件在用環(huán)境光照射(如果環(huán)境光包括適于激勵(lì)轉(zhuǎn)換器材料中的轉(zhuǎn)換物質(zhì)的波長(zhǎng)成分 (Wellenlaengenanteil)時(shí))的情況下發(fā)射有色光。轉(zhuǎn)換器元件被布置在半導(dǎo)體芯片的輻射出射面上或者在半導(dǎo)體芯片的輻射出射面旁。在光電子半導(dǎo)體器件工作時(shí)，轉(zhuǎn)換元件將一種波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)換成另一波長(zhǎng)的光。例如，轉(zhuǎn)換器元件將由半導(dǎo)體芯片原始發(fā)射的藍(lán)色光部分地轉(zhuǎn)換成黃色光，該黃色光接著與藍(lán)色光一起可以混合成白色光。轉(zhuǎn)換器元件因此在半導(dǎo)體器件工作時(shí)具有光轉(zhuǎn)換器的功能。轉(zhuǎn)換器元件可以被涂敷在半導(dǎo)體芯片上并且由此直接與半導(dǎo)體芯片接觸。例如，這可以通過(guò)將轉(zhuǎn)換器元件粘貼到半導(dǎo)體芯片上或者借助絲網(wǎng)印刷方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。但也存在如下可能性轉(zhuǎn)換器元件僅僅間接地與半導(dǎo)體芯片接觸。這可以意指在轉(zhuǎn)換器元件/半導(dǎo)體芯片的邊界面之間構(gòu)造間隙， 并且這樣轉(zhuǎn)換器元件和半導(dǎo)體芯片不接觸。該間隙可以以氣體、例如空氣來(lái)填充。轉(zhuǎn)換器元件可以以硅樹(shù)脂、環(huán)氧化物、由硅樹(shù)脂和環(huán)氧化物構(gòu)成的混合物或者透明的陶瓷形成，轉(zhuǎn)換物質(zhì)的顆粒被引入到該轉(zhuǎn)換器元件中。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，該器件具有光出射面。由半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的電磁輻射例如通過(guò)光學(xué)元件從該器件耦合輸出。該器件的光學(xué)元件接著具有輻射透射口，該輻射通過(guò)該輻射透射口從該器件耦合輸出。輻射透射口具有背離半導(dǎo)體芯片的外表面，該外表面形成該器件的光出射面。該光學(xué)元件可以是透鏡或者也可以是簡(jiǎn)單的蓋板。此外可能的是， 光學(xué)元件通過(guò)澆注材料形成，該澆注材料圍繞或包封該半導(dǎo)體芯片。此外，光電子半導(dǎo)體器件包括用于漫散射光的裝置，該用于漫散射光的裝置被設(shè)立為在器件的關(guān)斷的工作狀態(tài)下將射到該器件上的環(huán)境光進(jìn)行散射，使得該器件的光出射面并不顯現(xiàn)為轉(zhuǎn)換器元件的色彩，即例如顯現(xiàn)為黃色。優(yōu)選地，光耦合輸出面并不有色地顯現(xiàn)，而是顯現(xiàn)為白色。當(dāng)例如整個(gè)太陽(yáng)光譜被散射時(shí)，本體顯現(xiàn)為白色。如果環(huán)境光落到該器件上，則用于漫散射光的裝置將環(huán)境光進(jìn)行散射來(lái)使得在通過(guò)該裝置散射之后對(duì)于外部觀察者顯現(xiàn)為白色。在此可能的是，用于漫散射光的裝置由唯一的元件形成。此外也可能的是，用于漫散射光的裝置由多個(gè)部件構(gòu)成，這些部件單獨(dú)而言都能夠漫散射光。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，該器件包括至少一個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片、至少一個(gè)布置在半導(dǎo)體芯片的下游的轉(zhuǎn)換器元件，用于將由半導(dǎo)體芯片在工作時(shí)所發(fā)射的電磁輻射進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中轉(zhuǎn)換器元件在以環(huán)境光照射時(shí)發(fā)射有色光。此外，該光電子半導(dǎo)體器件包括用于漫散射光的裝置。用于漫散射光的裝置被設(shè)立，以便在該器件的關(guān)斷的工作狀態(tài)下將射到該器件上的環(huán)境光進(jìn)行散射來(lái)使得該器件的光出射面顯現(xiàn)為白色。在此所描述的光電子半導(dǎo)體器件在此尤其是基于如下認(rèn)知如果所描述的用于漫散射光的裝置并不存在，則在該器件的關(guān)斷的工作狀態(tài)下使該半導(dǎo)體器件對(duì)于外部觀察者而言顯現(xiàn)為有色的。在這種情況下，該器件的光耦合輸出面由于有轉(zhuǎn)換器元件而顯現(xiàn)為有色的。轉(zhuǎn)換器元件在以環(huán)境光照射時(shí)因此重發(fā)射有色光，因?yàn)樵诃h(huán)境光中同樣存在對(duì)于轉(zhuǎn)換器元件進(jìn)行激勵(lì)的成分。例如，轉(zhuǎn)換器元件將射出的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換成黃色光。該器件因此在關(guān)斷的工作狀態(tài)下在其光耦合輸出面上顯現(xiàn)為不同于在接通的工作狀態(tài)下的顏色。現(xiàn)在為了避免這種干擾性的有色色彩印象，在此所描述的器件利用如下構(gòu)思有針對(duì)性地將用于漫散射光的裝置定位于光電子半導(dǎo)體器件的光路中的至少一個(gè)位置上。光路是由半導(dǎo)體芯片發(fā)射的電磁輻射直至通過(guò)該器件的光出射面耦合輸出所經(jīng)過(guò)的路徑。光路中的所引入的用于漫散射光的裝置導(dǎo)致，在從外部通過(guò)光耦合輸出面入射的光落到轉(zhuǎn)換器元件上之前，該從外部通過(guò)光耦合輸出面入射的光被散射。由于用于漫散射光的裝置將從外部入射的環(huán)境光的整個(gè)光譜進(jìn)行散射，所以該光顯現(xiàn)為白色。盡管該光的部分可以射到轉(zhuǎn)換器元件上并且有色地被重發(fā)射，然而被重發(fā)射的光在穿過(guò)用于漫散射光的裝置時(shí)又被散射并且與被散射的環(huán)境光混合。因此，與由用于漫散射光的裝置白色散射的光一起，觀察者看到由轉(zhuǎn)換器元件重發(fā)射的有色光。由于光只能通過(guò)光出射面從該器件射出，所以色彩印象僅僅通過(guò)來(lái)自出射面的光來(lái)限定?，F(xiàn)在，被散射的白色光與被重發(fā)射的有色光之比越大，則該器件的光出射面對(duì)于外部觀察者的整體印象就越白。完全特別有利地，通過(guò)用于漫散射光的裝置包括多個(gè)部件并且用于漫散射光的裝置的各個(gè)部件可以被安置在該器件的不同位置處并且以不同的濃度來(lái)安置，該器件的光出射面的外部色彩印象可以簡(jiǎn)單地被調(diào)節(jié)。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，用于漫散射光的裝置包括基質(zhì)材料，散射輻射的顆粒(也為漫射體顆粒)被引入到該基質(zhì)材料中。優(yōu)選地，基質(zhì)材料是對(duì)于由半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的電磁輻射而言是透明的材料，以便在該器件工作時(shí)保證從該器件中的盡可能高的輻射耦合輸出?；|(zhì)材料可以是透明的塑料材料，如硅樹(shù)脂、環(huán)氧化物或者由硅樹(shù)脂和環(huán)氧化物構(gòu)成的混合物。例如，基質(zhì)材料包含這些材料之一。散射輻射的顆粒被引入到該基質(zhì)材料中，這些散射輻射的顆粒將入射到基質(zhì)材料上的輻射進(jìn)行漫散射。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，散射輻射的顆粒至少包括來(lái)自如下材料的顆粒氧化硅(3102)、&02、1102和/或41找。例如，氧化鋁可以是A1203。散射輻射的顆粒在引入到半導(dǎo)體器件中之前與基質(zhì)材料混雜。優(yōu)選地，散射輻射的顆粒分布在基質(zhì)材料中，使得散射輻射的顆粒在硬化的基質(zhì)材料中的濃度是均勻的。優(yōu)選地，由硬化的基質(zhì)材料反射的光各向同性地被反射和被散射。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，散射輻射的顆粒在基質(zhì)材料中的濃度高于6重量％。曾表明的是，從散射輻射的顆粒的這樣的濃度起產(chǎn)生了對(duì)于外部觀察而言為白色的色彩印象，并且所散射的白色光與由轉(zhuǎn)換器重發(fā)射的有色的(例如黃色的)光疊加。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，轉(zhuǎn)換器元件和用于漫散射光的裝置彼此直接接觸。例如，用于漫散射光的裝置包括散射光的薄膜。也就是說(shuō)，薄膜沿著半導(dǎo)體器件的射束出射方向直接跟隨于轉(zhuǎn)換器元件。例如，該薄膜被粘貼到轉(zhuǎn)換器元件上。優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)換器/薄膜的邊界上既未形成間隙也未形成中斷。為了制造薄膜，在硬化之前將散射輻射的顆粒(例如由Al2O3構(gòu)成的顆粒)引入到散射光的薄膜的材料中。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，用于漫散射光的裝置在轉(zhuǎn)換器元件的所有暴露的外表面上遮蓋轉(zhuǎn)換器元件。優(yōu)選地，用于漫散射光的裝置包括由基質(zhì)材料構(gòu)成的層，該基質(zhì)材料與散射輻射的顆粒混雜?；|(zhì)材料在硬化之后形成在所有暴露的外表面上遮蓋轉(zhuǎn)換器元件的層。有利地，這樣份額盡可能高的入射到該器件中的環(huán)境光已經(jīng)被該層從該器件中散射掉，而不會(huì)首先射到轉(zhuǎn)換器元件上。因?yàn)樵搶右舱谏w轉(zhuǎn)換器元件的所有暴露的側(cè)面，所以避免了轉(zhuǎn)換器元件的側(cè)面重發(fā)射有色光。以這種方式在被反射的光中產(chǎn)生了盡可能高的白色成分。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，用于漫散射光的裝置包括光學(xué)元件，該光學(xué)元件至少局部地形成透鏡。例如，用于漫散射光的裝置的與散射輻射的顆粒混雜的基質(zhì)材料利用硅樹(shù)脂來(lái)形成，該硅樹(shù)脂對(duì)于電磁輻射是透明的。在使基質(zhì)材料硬化之后， 透鏡可以以聚光透鏡的形式來(lái)構(gòu)造。此外，同樣可能的是，經(jīng)硬化的透鏡材料僅僅在光出射面的區(qū)域中透鏡狀地來(lái)構(gòu)造。光電子半導(dǎo)體器件的透鏡負(fù)責(zé)有效地將從該器件耦合輸出的輻射耦合輸出。通過(guò)將用于漫散射光的裝置成形為透鏡，滿足了雙重功能。一方面，該裝置改進(jìn)了輻射的耦合輸出，另一方面負(fù)責(zé)將射到的環(huán)境光散射成白光。此外，到達(dá)該器件中的并且被轉(zhuǎn)換器有色地(例如黃色地)重發(fā)射的光在從該器件射出時(shí)通過(guò)包含在透鏡中的散射輻射的顆粒而被漫散射。通過(guò)散射黃色光，再次增強(qiáng)了在耦合輸出的光譜中的白色成分。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，用于漫散射光的裝置包括透光的本體的光穿透面的粗化部(Auframmg)。透光的本體可以是透鏡、板、器件的護(hù)板 (Abdeckung)等等。優(yōu)選地，粗化部是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)VDI 3400的粗化部，尤其是N4型到NlO型的粗化部。例如，粗化部尤其是具有1 μ m至2 μ m的平均深度，優(yōu)選為1. 5 μ m的深度。一方面，粗化部將由轉(zhuǎn)換器元件重發(fā)射的有色光進(jìn)行漫散射，另一方面，粗化部將入射的環(huán)境光散射來(lái)使得光電子半導(dǎo)體器件的光出射面顯現(xiàn)為白色。但此外同樣可能的是，用于漫散射光的裝置除了包含光穿透面的粗化部之外還包含另一進(jìn)行漫散射的部件，該另一進(jìn)行漫散射的部件增強(qiáng)了所述的效應(yīng)。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，用于漫散射光的裝置包括微結(jié)構(gòu)。 例如，微結(jié)構(gòu)為平面地實(shí)施的蜂房結(jié)構(gòu)，這些蜂房結(jié)構(gòu)作為層借助絲網(wǎng)印刷工藝、熱轉(zhuǎn)移方法或UV復(fù)制被涂敷在透鏡的光耦合輸出面上。同樣，微結(jié)構(gòu)可以具有不同于蜂房結(jié)構(gòu)的形狀和特性并且因而在結(jié)構(gòu)方面沒(méi)有被確定。微結(jié)構(gòu)也可以具有彼此變化的和/或隨機(jī)得到的構(gòu)型。優(yōu)選地，層厚度為至少ΙΟμπι。微結(jié)構(gòu)關(guān)于射到其上的電磁輻射具有衍射作用。此外，通過(guò)微結(jié)構(gòu)，射到的輻射并未發(fā)生衍射。微結(jié)構(gòu)因而例如并不形成衍射光柵。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，用于漫散射光的裝置包括散射光的板，該散射光的板側(cè)向突出于轉(zhuǎn)換器元件。優(yōu)選地，散射光的板是剛性的。例如，板利用與散射輻射的顆?；祀s的基質(zhì)材料形成，該基質(zhì)材料被硬化成板。散射光的板也可以利用陶瓷材料來(lái)形成。同樣可考慮的是，板的背離半導(dǎo)體芯片的、環(huán)境光所射到的側(cè)被粗化并且通過(guò)板的這種構(gòu)型將射到的環(huán)境光向回漫散射(diffus zurueckstreun)并且從該器件耦合輸出。優(yōu)選地，散射光的板和轉(zhuǎn)換器元件直接接觸。為了避免來(lái)自該器件的被轉(zhuǎn)換器元件側(cè)向反射的有色輻射到達(dá)并且同時(shí)盡可能少的環(huán)境光落到轉(zhuǎn)換器元件上，散射光的板側(cè)向突出于轉(zhuǎn)換器元件。也可能的是，該板除了突出于轉(zhuǎn)換器元件之外還附加地側(cè)向突出于半導(dǎo)體芯片。優(yōu)選地，散射光的板突出于半導(dǎo)體芯片200 μ m到500 μ m左右，特別優(yōu)選地突出于半導(dǎo)體芯片300μπι到400μπι左右，例如突出于半導(dǎo)體芯片350 μ m左右。優(yōu)選地，散射光的板具有100 μ m到Imm的厚度，優(yōu)選地具有300 μ m到800 μ m的厚度，例如具有500 μ m 的厚度。有利地，通過(guò)用于漫散射光的裝置的這種構(gòu)型，份額盡可能高的環(huán)境光被漫散射， 由此光出射面顯現(xiàn)為白色。根據(jù)光電子半導(dǎo)體器件的至少一個(gè)實(shí)施形式，用于漫散射光的裝置包括被涂敷在透鏡的外表面上的膜。外表面是透鏡的表面的背離半導(dǎo)體芯片的側(cè)并且形成光出射面。用于漫散射光的裝置例如以薄層的膜的形式被涂敷到透鏡的光出射面上。優(yōu)選地，膜借助粘合而被固定在透鏡上。薄層的膜除了包含基質(zhì)材料之外同樣還包含散射輻射的顆粒并且由此負(fù)責(zé)將入射的環(huán)境光漫反射并且同時(shí)將由轉(zhuǎn)換器元件反射的有色光漫散射，所述由轉(zhuǎn)換器元件反射的有色光同樣通過(guò)透鏡從該器件中耦合輸出。此外，給出了一種用于制造光電子半導(dǎo)體器件的方法。借助該方法可以制造在此所描述的器件。也就是說(shuō)，所有與器件結(jié)合公開(kāi)的特征對(duì)于給方法也予以公開(kāi)，反之亦然。根據(jù)該方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，首先提供支承體元件(Traegerelement)。支承體元件例如可以是薄膜。在第二步驟中，借助絲網(wǎng)印刷工藝在支承體元件上形式轉(zhuǎn)換器元件。在涂敷第一模板(Schablone )之后，借助絲網(wǎng)印刷工藝將轉(zhuǎn)換器元件的材料例如刮刻到支承體元件上。 在涂敷材料并且可能硬化材料之后，將第一模板從支承體元件去除。轉(zhuǎn)換器元件的材料例如可以是具有硅樹(shù)脂或者由透明的陶瓷構(gòu)成的層，轉(zhuǎn)換器顆粒被引入到該層中。在第三步驟中，在使用涂敷到支承體元件上的第二模板的情況下，借助第二絲網(wǎng)印刷工藝將用于漫散射光的裝置作為第二層涂敷到轉(zhuǎn)換器元件的所有暴露的外表面上。用于漫散射光的裝置在所有暴露的側(cè)面和背離支承體元件的上側(cè)遮蓋轉(zhuǎn)換器元件。該材料例如可以被刮刻并且緊接著被硬化。在從由轉(zhuǎn)換器元件和第二層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)剝離支承體元件和第二模板之后，該復(fù)合結(jié)構(gòu)被涂敷在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片上。


在下文中借助實(shí)施例和所附的附圖更為詳細(xì)地闡述了在此所描述的器件以及在此所描述的方法。圖Ia至Ih在示意性截面圖中示出了在此所描述的光電子器件的實(shí)施例。圖h、2b、3a和北示出了用于制造在此所描述的器件的至少一個(gè)實(shí)施例的各個(gè)制
造步驟。在這些實(shí)施例和附圖中，相同的或者相同作用的組成部分分別配備有相同的附圖標(biāo)記。所示的元件不應(yīng)被視為比例正確的，更確切地說(shuō)為了更好地理解而可以夸大地示出各個(gè)元件。
具體實(shí)施例方式在圖Ia中借助示意性截面圖示出了在此所描述的帶有基本體的光電子半導(dǎo)體器件13，該基本體由支承體1和安置在該支承體1上的殼體2構(gòu)成。在殼體2之內(nèi)，半導(dǎo)體芯片被涂敷在支承體1的表面上。支承體1和殼體2可以利用塑料或者陶瓷形成。支承體1被構(gòu)造為器件的印刷電路板或者支承體框架(弓I線框架)。半導(dǎo)體芯片3與支承體1導(dǎo)電連接。在半導(dǎo)體芯片3上涂敷有轉(zhuǎn)換器元件4，該轉(zhuǎn)換器元件4在器件的接通狀態(tài)下將由半導(dǎo)體芯片3原始發(fā)射的輻射轉(zhuǎn)換成其它波長(zhǎng)的輻射。在本例中，轉(zhuǎn)換器元件4是光學(xué)CLC層(芯片級(jí)(Chip-Level)轉(zhuǎn)換層)，該光學(xué)CLC層將由半導(dǎo)體芯片3原始發(fā)射的藍(lán)色光部分地轉(zhuǎn)換成黃色光。此外，轉(zhuǎn)換元件4將從外部入射的環(huán)境光重發(fā)射并且例如將在環(huán)境光中包含的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換成黃色光。轉(zhuǎn)換器元件4可以是利用硅樹(shù)脂或者由透明的陶瓷形成的層，轉(zhuǎn)換器顆粒被引入到該層中。在轉(zhuǎn)換元件4上涂敷有散射光的板51。散射光的板51的材料是硅樹(shù)脂，該硅樹(shù)脂在硬化成板之前與由氧化鋁構(gòu)成的散射輻射的顆?；祀s。氧化鋁顆粒在散射光的板51中的濃度為6重量％。利用這種濃度實(shí)現(xiàn)了關(guān)于在該器件的關(guān)斷工作狀態(tài)下對(duì)于外部觀察者而言為白色的表現(xiàn)的最為明顯的效果。散射光的板51并不覆蓋轉(zhuǎn)換器元件4的側(cè)面。散射光的板51的側(cè)向伸展被選擇得大于轉(zhuǎn)換器元件4的側(cè)向伸展，使得散射光的板51不僅突出于轉(zhuǎn)換器元件4而且同樣在半導(dǎo)體芯片3的側(cè)向伸展上突出于該半導(dǎo)體芯片3。散射光的板51在側(cè)向突出于半導(dǎo)體芯片3長(zhǎng)度B左右，該長(zhǎng)度B為半導(dǎo)體芯片3的邊長(zhǎng)的至少10%。在此，長(zhǎng)度B為200μπι。在光電子半導(dǎo)體芯片的關(guān)斷的工作狀態(tài)下，這具有如下優(yōu)點(diǎn)盡可能少的環(huán)境光落到轉(zhuǎn)換器元件4上并且由光電子半導(dǎo)體器件反射出的光因而主要是白色的。此外，圖Ia示出了一種光學(xué)元件，該光學(xué)元件以透鏡6的形式來(lái)構(gòu)造并且被裝配入到殼體2中。透鏡6負(fù)責(zé)有效地將由器件重發(fā)射的、被散射的或者被發(fā)射的電磁輻射耦合輸出?？傒椛涞膬H射到透鏡6的光入射面61上的輻射成分1 通過(guò)透鏡6從該器件經(jīng)由光出射面62耦合輸出。光入射面61是透鏡6的外表面的朝向半導(dǎo)體芯片3的部分。光出射面62是透鏡6的外表面的背離半導(dǎo)體芯片3的部分。透鏡6具有厚度D。厚度D是在垂直于支承體1的朝著透鏡6的表面的方向上在光入射面61與光出射面62之間的最大距離。并未射到光入射面61上的輻射成分14B并不從該器件耦合輸出。透鏡6在本實(shí)施例中由硅樹(shù)脂形成并且對(duì)于電磁輻射是透明的。透鏡6并不包含散射輻射的顆粒。僅僅通過(guò)透鏡6將到達(dá)該器件中的并且由半導(dǎo)體芯片3在工作時(shí)發(fā)射的電磁輻射耦合輸出，因?yàn)椴粌H支承體1而且殼體2都是輻射能穿透的。圖Ib示出了光電子半導(dǎo)體器件，其中用于漫散射光的裝置5是透鏡6。對(duì)此，透鏡的材料(在本實(shí)施例中為硅樹(shù)脂)與氧化鋁構(gòu)成的散射輻射的顆粒混雜，其中所述氧化鋁構(gòu)成的散射輻射的顆粒的濃度為0. 2重量％到1重量％、優(yōu)選地為0. 4重量％到0. 8重量％、 在此為0.6重量％，其中透鏡6具有1.5mm的厚度D。圖Ic如在圖Ia中那樣示出了涂敷在轉(zhuǎn)換器元件4上的散射光的板51。附加地， 除了散射光的板51之外，透鏡6的光入射面61被粗化。粗化部7的平均深度為1到2 μ m, 在此為1. 5 μ m。用于漫散射光的裝置5在圖Ic中不僅包括散射光的板51而且包括粗化部 7，并且因此由兩個(gè)用于漫散射光的部件構(gòu)成。圖Id示出了用于漫散射光的裝置5的各個(gè)部件的另一組合可能性。如已經(jīng)在圖 Ib中所示的那樣，氧化鋁顆粒以0. 2重量％到1重量％、優(yōu)選地為0. 4重量％到0. 8重量％、 在此為0. 6重量％的濃度被引入到透鏡6的材料中，其中透鏡6的厚度D為1. 5mm。此外， 用于漫散射光的裝置5附加地包括在透鏡6的輻射入射面61上的粗化部7。兩個(gè)部件通過(guò)這種組合增強(qiáng)了對(duì)入射的環(huán)境光的漫散射作用。圖Ie示出了由清澈的硅樹(shù)脂構(gòu)成的透鏡6，其中光出射面62利用散射光的材料通過(guò)使用二組分注塑(Zweikomponentenspritzguss)來(lái)擠壓包封。散射光的材料圍繞透鏡 6的光出射面62形成層并且與透鏡6 —起表示用于漫散射光的裝置5。漫射材料又是硅樹(shù)脂，該硅樹(shù)脂與由氧化鋁構(gòu)成的散射輻射的顆?；祀s。氧化鋁顆粒的濃度在本實(shí)施例中為 0. 5重量％，其中層厚度在理想情況下為50 μ m到100 μ m,在此為75 μ m。在圖If中，在透鏡6的光出射面62上涂敷有具有微結(jié)構(gòu)52的層，該具有微結(jié)構(gòu) 52的層起到用于漫散射光的裝置5的物理作用。在本實(shí)施例中，涉及具有平面實(shí)施的蜂房結(jié)構(gòu)形式的微結(jié)構(gòu)52的層，該具有平面實(shí)施的蜂房結(jié)構(gòu)形式的微結(jié)構(gòu)52的層作為層借助絲網(wǎng)印刷、熱轉(zhuǎn)移式印刷方法或者UV復(fù)制被涂敷到透鏡6的光出射面62上。層厚度在此為 50 μ m0圖Ig示出了其中用于散射光的裝置5以膜53的形式被粘貼到透鏡6的光出射面 62上的光電子半導(dǎo)體器件。膜53可以是薄膜形式的薄層，該薄膜形式的薄層利用硅樹(shù)脂來(lái)形成。優(yōu)選地，膜53具有30 ym到500 μ m的厚度。在本實(shí)施例中，膜53選擇為250 μ m厚。在膜53中引入由氧化鋁構(gòu)成的濃度為0. 5重量％到1重量％、在此為0. 75重量％ 的顆粒。膜53在這種情況下用作用于漫散射光的裝置。圖Ih示出了其中透鏡6的光出射面62被粗化并且粗化部7為用于漫散射光的裝置5的光電子半導(dǎo)體器件。優(yōu)選地，粗化部7具有為1 μπι到2 ym的平均深度，優(yōu)選地具有1.5 μπι的平均深度。結(jié)合圖h、2b、3a和北參照示意性截面圖闡述了在此所描述的用于制造根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式的器件的方法。圖加示出了用作用于制造工藝的支承體元件9的薄膜。在支承體元件9上涂敷有第一模板8。借助加印裝置(Aufdruckmittel)(在該例子中涉及刮板12)將轉(zhuǎn)換器元件 4的材料引入到模板8的開(kāi)口中。轉(zhuǎn)換器元件4的材料可以是具有硅樹(shù)脂或者由陶瓷材料構(gòu)成的層，轉(zhuǎn)換器顆粒被引入到該層中。在借助絲網(wǎng)印刷將轉(zhuǎn)換器元件4涂敷到模板8上并且必要時(shí)使該材料硬化之后，模板8從支承體元件9和從轉(zhuǎn)換器元件4被去除。轉(zhuǎn)換器元件4形成支承體元件9上的第一層。在第二步驟中，第二模板10被涂敷到支承體元件9上并且借助第二絲網(wǎng)印刷工藝在使用刮板12的情況下將用于漫散射光的裝置刮刻到第二模板10上作為第二層11。第二層11在所有暴露的外表面上遮蓋轉(zhuǎn)換器元件4并且與轉(zhuǎn)換器元件4直接接觸，參見(jiàn)圖2b。 在將第二層11涂敷到轉(zhuǎn)換器元件4上之后，第二模板10不僅從支承體元件9而且從由轉(zhuǎn)換器元件4和第二層11構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)被去除。第二層11不僅可以是第二轉(zhuǎn)換器層，而且可以是配備有散射輻射的顆粒的層。例如，在此涉及轉(zhuǎn)換器層，該轉(zhuǎn)換器層將由轉(zhuǎn)換器元件4發(fā)射的光部分地轉(zhuǎn)換成其它顏色的光。如果涉及第二轉(zhuǎn)換器層11a，則該過(guò)程可以重復(fù)并且在第三或者其它步驟中將用于漫散射光的裝置5涂敷到第二轉(zhuǎn)換器層Ila上。對(duì)在此所描述的絲網(wǎng)印刷方法可替換地，粘性的介質(zhì)被滴落到模板8或10上。借助旋涂(Spin-Coating)工藝緊接著將該材料分布到支承體元件9的表面上并且接著可以使該材料硬化。在最后的方法步驟中，支承體元件9從由轉(zhuǎn)換器元件4和第二層11構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)被去除，參見(jiàn)圖3a和北。緊接著，該復(fù)合結(jié)構(gòu)被涂敷到發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片3上。涂敷可以借助粘合、焊接或者小板轉(zhuǎn)移(Plaettchentransfer)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明并不通過(guò)參照實(shí)施例的描述來(lái)限制。更確切地說(shuō)，本發(fā)明把任意新特征以及任意特征組合考慮進(jìn)去，這尤其是包含權(quán)利要求書(shū)中的任意特征組合，即使該特征或者該組合本身沒(méi)有明確地在權(quán)利要求書(shū)或者實(shí)施例中被說(shuō)明。
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權(quán)利要求
1.一種光電子半導(dǎo)體器件，其具有-至少一個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片(3);-至少一個(gè)設(shè)置在半導(dǎo)體芯片(3)的下游的轉(zhuǎn)換器元件(4)，用于轉(zhuǎn)換由半導(dǎo)體芯片 (3)在工作時(shí)所發(fā)射的電磁輻射，其中轉(zhuǎn)換器元件(4)在用環(huán)境光照射時(shí)發(fā)射有色光；-用于漫散射光的裝置(5)，所述用于漫散射光的裝置(5)被設(shè)立為在該器件的關(guān)斷的工作狀態(tài)下將射到該器件上的環(huán)境光進(jìn)行散射，使得該器件的光出射面(62)顯現(xiàn)為白色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，用于漫散射光的裝置(5)包括如下基質(zhì)材料散射輻射的顆粒被引入到該基質(zhì)材料中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，散射輻射的顆粒由以下材料中的至少一個(gè)構(gòu)成或者包含以下材料之一 Si02、ZrO2, TiO2或者Alx0y。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，散射輻射的顆粒在基質(zhì)材料中的濃度大于6重量％。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，轉(zhuǎn)換器元件(4)和用于漫散射光的裝置(5)彼此直接接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，用于漫散射光的裝置(5)在轉(zhuǎn)換器元件(4)的所有暴露的外表面上遮蓋轉(zhuǎn)換器元件(4)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，用于漫散射光的裝置(5) 包括光學(xué)元件，該光學(xué)元件至少局部地形成透鏡(6)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，用于漫散射光的裝置(5) 包括透光的本體(6)的光穿透面(61，62)的粗化部(7)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，用于漫散射光的裝置(5) 包括微結(jié)構(gòu)(52)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，用于漫散射光的裝置(5) 包括散射光的板(51)，所述散射光的板(51)側(cè)向地突出于轉(zhuǎn)換器元件(4)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電子半導(dǎo)體器件，其中，用于漫散射光的裝置(5) 包括涂敷在透鏡(6)的外表面上的膜(53)。
12.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電子半導(dǎo)體器件的方法，其具有如下步驟-提供支承體元件(9)；-借助第一絲網(wǎng)印刷工藝在支承體元件(9)上形成轉(zhuǎn)換器元件(4)，-借助第二絲網(wǎng)印刷工藝在轉(zhuǎn)換器元件(4)的暴露的外表面上形成用于漫散射光的裝置(5)，-剝離支承體元件(9)，-將由轉(zhuǎn)換器元件(4)和用于漫散射光的裝置(5)構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂敷在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片(3)上。
全文摘要
給出了一種光電子半導(dǎo)體器件，其具有至少一個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片(3)；至少一個(gè)布置在半導(dǎo)體芯片(3)的下游的轉(zhuǎn)換器元件(4)，用于轉(zhuǎn)換由半導(dǎo)體芯片(3)在工作時(shí)所發(fā)射的電磁輻射，其中轉(zhuǎn)換器元件(4)在用環(huán)境光照射時(shí)發(fā)射有色光；用于漫散射光的裝置(5)，所述用于漫散射光的裝置(5)被設(shè)立來(lái)在該器件的關(guān)斷工作狀態(tài)下將射到該器件上的環(huán)境光進(jìn)行散射，使得該器件的光出射面(62)顯現(xiàn)為白色。
文檔編號(hào)H01L33/50GK102272955SQ200980153426
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者E. 佐爾格 J., 恩格爾 M., 賴(lài)希 M., 蔡勒 T., 施特雷佩爾 U. 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司