CN114127965B - 光电子器件 - Google Patents

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Abstract

提出一种光电子器件(100)，其具有：‑至少一个发射辐射的半导体芯片(1)，其在运行中发射第一波长范围(5)的电磁辐射；和‑吸收体(2)，其中吸收体(2)对于发射的第一波长范围(5)的电磁辐射主要是可透射的，并且‑吸收体(2)在用环境光(6)的照射下吸收环境光(6)的可见光的电磁谱的总辐射强度的至少70％。

Description

光电子器件
技术领域
提出一种光电子器件。
发明内容
要实现的目的在于，提出一种光电子器件，其可实现更好的对比度感知。
光电子器件可以具有至少一个半导体芯片，其发出在特定的波长范围内的电磁辐射。例如，光电子器件是半导体激光器件或发光二极管。
根据至少一个实施方式，光电子器件包括至少一个发射辐射的半导体芯片，其在运行中发射第一波长范围的电磁辐射。发射辐射的半导体芯片，例如发光二极管芯片和/或激光二极管芯片，具有外延生长的半导体层序列，其具有有源区，所述有源区设立用于产生电磁辐射。发射辐射的半导体芯片可以在运行中例如发射出自UV辐射、可见光的波长范围和/或红外范围中的电磁辐射。至少两个发射辐射的半导体芯片可以并排地引入到光电子器件中，所述半导体芯片发射不同波长范围的电磁辐射。
根据至少一个实施方式，光电子器件具有吸收体。吸收体例如构成用于，一方面使特定的、可预设的波长范围的电磁辐射透射并且另一方面吸收另一特定的、可预设的波长范围的电磁辐射。吸收体例如构成为层或在层中构成，所述层部分地包围和/或覆盖半导体芯片。例如，多个吸收体也可以引入到光电子器件中。
根据至少一个实施方式，吸收体对于发射的第一波长的电磁辐射是主要可透射的。主要可透射表示，半导体芯片的发射的第一波长范围的电磁辐射的大部分不被吸收，而是被吸收体透射。
根据至少一个实施方式，吸收体在用环境光照射下吸收环境光的可见光的电磁谱的总辐射强度的至少70％。优选地，吸收体在用环境光照射下吸收环境光的可见光的电磁谱的总辐射强度的至少80％。环境光由多种颜色的光的电磁谱产生，这些颜色混合成白光。环境光具有连续的或近似连续的谱。因此，环境光尤其不由两种或三种颜色组成。在此例如将太阳光和/或白炽灯的光理解为环境光。环境光在此优选是太阳光。吸收体在用环境光照射下尤其显现为黑色。
吸收体设立用于，将由环境光射中的光的未由吸收体透射的部分大部分地吸收。这造成，环境光的一部分由吸收体吸收并且例如在由吸收体覆盖的镜上不反射。由此实现黑色印象，所述黑色印象可实现更好的对比度感知。
由此，有利地防止，环境光的可见光的波长范围的电磁辐射由光电子器件的起反射作用的组件反射，这会造成减少的对比度。光电子器件的起反射作用的组件由吸收体有针对性地遮盖进而部分地防止环境光的可见光的波长范围的电磁辐射的反射。
根据至少一个实施方式，光电子器件包括发射辐射的半导体芯片，其在运行中发射第一波长范围的电磁辐射，并且包括吸收体，其中吸收体对于发射的第一波长范围的电磁辐射是主要可透射的，并且吸收体在用环境光照射下吸收环境光的可见光的电磁谱的总辐射强度的至少70％。
当前的光电子器件的一个构思是，将吸收体引入到光电子器件中，以便有利地抑制射到光电子器件上的环境光的反射。由此实现改进的对比度。此外，半导体芯片的发射的第一波长范围的电磁辐射由吸收体主要透射。所述辐射于是例如可以反射。这提高器件的效率。
根据至少一个实施方式，吸收体吸收半导体芯片的发射的第一波长范围的辐射的最多50％。在运行中，半导体芯片的发射的第一波长范围的电磁辐射的一部分例如在光电子器件的辐射出射侧上朝半导体芯片的方向向回反射。有利地，半导体芯片的第一波长范围的电磁辐射随后被吸收体仅吸收最多50％并且未被吸收的剩余部分可以反射离开器件。
根据至少一个实施方式，吸收体吸收半导体芯片的发射的第一波长范围的电磁辐射的最多25％。由于半导体芯片的第一波长范围的电磁辐射的良好的可透射性，降低了相对于吸收体的亮度损失，所述吸收体与波长无关地吸收光。
根据至少一个实施方式，光电子器件具有三个半导体芯片。三个半导体芯片在运行中发射在第一波长范围内、在第二波长范围内和在第三波长范围内的电磁辐射。三个波长范围分别彼此不同。例如，发射三种不同颜色的光，例如红色、绿色和蓝色。
吸收体对于半导体芯片的发射的在第一波长范围内、在第二波长范围内和在第三波长范围内的电磁辐射是主要可透射的。
第一波长范围例如处于610纳米和700纳米之间，优选610纳米和640纳米之间的电磁谱中。第二波长范围例如处于490纳米和560纳米之间，并且第三波长范围例如在430纳米和490纳米之间处于可见光的电磁谱中。特定颜色的波长范围优选具有至少10纳米至最多25纳米的带宽。
根据至少一个实施方式，吸收体具有起吸收作用的材料和基体材料。起吸收作用的材料是允许半导体芯片的第一波长范围的电磁辐射主要透射并且附加地在用环境光照射下吸收环境光的可见光的电磁谱的总辐射强度的至少70％的材料。
作为基体材料例如使用硅树脂、环氧化物或杂化材料。基体材料具有优选至少10重量％和最多70重量％的起吸收作用的材料。特别优选地，基体材料具有至少30重量％和最多70重量％的起吸收作用的材料。吸收体例如构成为层。层具有至少500纳米至最多5微米的厚度。优选地，层具有至少1微米至最多3微米的厚度。
根据至少一个实施方式，吸收体具有至少两种起吸收作用的材料和基体材料。起吸收作用的材料优选是不同的。由此，有利地可以有针对性地设定对于半导体芯片的波长范围的电磁辐射的可透射性。特别优选地，吸收体具有起吸收作用的材料，其对于半导体芯片的第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围是主要可透射的。
根据至少一个实施方式，起吸收作用的材料是或包括发色团。发色团表示颜料或染料的使其色彩可能的任意部分。优选地，将有机发色团用作为起吸收作用的材料，其具有π共轭双键。在此应用的有机发色团的实例是：
-长链共轭双键，如例如在胡萝卜素或叶绿素中，
-连接偶氮基的芳香基，如例如在偶氮染料甲基橙中，
-醌***，如例如三芳基甲烷染料茜素、品红或酚酞，
-硝基化合物，如例如芳香硝基染料苦味酸。
π共轭双键是具有双键、单键、双键、单键的序列的双键。通过π共轭双键产生内消旋边界结构，其负责吸收特性和色彩等。
根据至少一个实施方式，起吸收作用的材料是或包括有机半导体。有机半导体是基于有机材料的半导体。有机半导体经由摩尔质量标准可以分为两类。一个是π共轭分子，另一个是π共轭聚合物。在本文中，作为π共轭分子，以下材料中的至少一种用作为吸收材料：
-线性稠环***，例如寡并苯，如蒽、并五苯及其衍生物或苯并硫醇，
-二维稠环***，例如苝、PTCDA及其衍生物、萘衍生物和六苯并苯二酮(Hexabenzocoronen)，
-金属络合物，例如酞菁，
-枝状分子，例如4,4',4”-三(N,N-二苯基-氨基)三苯胺(TDATA)，
-杂环低聚物，例如低聚噻吩、低聚亚苯基亚乙烯基)。
此外，杂环聚合物和烃链可用作为π共轭聚合物。杂环聚合物例如是聚噻吩、聚对亚苯基、聚吡咯、聚苯胺。烃链例如是聚乙炔和聚氮化硫。
在此，起吸收作用的材料还包括π共轭分子和/或π共轭聚合物。
有机半导体在此作为起吸收作用的材料已经证实为是特别有利的，因为所述有机半导体可以吸收相对窄的带宽并且此外可以通过调整官能团，例如通过基本结构的取代基有针对性地设定吸收波长。此外，有机半导体示出高稳定性，这在光电子器件中由于高温是有利的。
根据一个实施方式，起吸收作用的材料具有由卟啉衍生物构成的配体。卟啉衍生物是一种有机化学染料，其具有四个吡咯环，这四个吡咯环通过四个次甲基环状地彼此连接。例如，吡咯环的碳原子被取代。吡咯环的取代基例如是取代的和未取代的烷基、取代的和未取代的芳基、取代的和未取代的烯基、取代的和未取代的环烷基、取代的和未取代的杂环烷基、取代的和未取代的杂芳基。每个卟啉衍生物都具有π共轭双键。特别地，卟啉衍生物不是氮杂卟啉。这意味着，吡咯环不经由亚胺基，R1-N＝CH-R2，连接。
根据至少一个实施方式，卟啉衍生物的次甲基的碳原子被取代。例如，苯取代基或取代的苯取代基可在此用作为取代基。
根据至少一个实施方式，卟啉衍生物具有通式：
其中R彼此独立地选自以下组：取代的和未取代的芳基取代基、取代的和未取代的烷基取代基、取代的和未取代的烯基取代基、取代的和未取代的环烷基取代基、取代的和未取代的杂环烷基取代基，取代的和未取代的杂芳基取代基，氢及其组合，或其中在两个相邻的-CR2-CR2-之间C原子是不饱和的。也就是说，在两个相邻的R，如-CR2-CR2-之间构成双键，如-CR＝CR-。
通过改变取代基R和不同的起吸收作用的材料的组合，可以特别精确地设定对于半导体芯片的电磁辐射的波长范围的可透射性。例如，选择吸电子取代基作为取代基R。由此，实现在红色的第一波长范围内的电磁辐射的主要可透射性。有利地，通过将具有不同取代基R的多种卟啉衍生物组合作为起吸收作用的材料，控制半导体芯片的波长范围的电磁辐射的可透射性。
下面，示出作为起吸收作用的材料的卟啉衍生物的实例：
X可以彼此独立地选自氢原子或卤原子。尤其X选自如下组：H、Br、F、Cl、I。优选地，X是氢原子或溴原子。R3和R13可以彼此独立地选自取代的或未取代的烷基。例如，R3是丙基并且R13例如示出饱和地或不饱和地排列的13个C原子。
根据至少一个实施方式，起吸收作用的材料是或包括锌络合物。氮原子优先与锌离子配位。优选使用卟啉衍生物作为配体。在此，吡咯环的N原子与锌离子配位。锌络合物能够对于半导体芯片的绿色波长范围内的电磁辐射是主要可透射的。例如，通过从金属离子锌改变为其他金属离子，针对可见光的波长范围设定主要可透射性。
根据至少一个实施方式，起吸收作用的材料具有由卟啉衍生物构成的配体和锌离子作为中心金属。
作为锌络合物例如应用如下络合物中的一种络合物：
残基X、R3和R13已在上文中定义。优选地，吸收体具有锌络合物和卟啉衍生物作为起吸收作用的材料。
根据至少一个实施方式，光电子器件具有起反射作用的导线框或载体。起反射作用的导线框例如是呈框架或梳的形式的可焊接的金属导线框，用于机器制造半导体芯片或其他电子部件。导线框优选经由键合线与半导体芯片连接。优选地，导线框施加到绝缘载体或绝缘壳体上。然后，半导体芯片施加在导线框上。导线框具有金属并且反射地构成。
根据至少一个实施方式，半导体芯片嵌入到囊封部中。囊封部优选具有硅树脂、环氧化物或杂化材料。囊封部优选具有与吸收体的基体材料相同的材料。半导体芯片优选被囊封部横向地包围。特别优选地，半导体芯片被封装部横向地完全包围。
根据至少一种实施方式，半导体芯片和吸收体直接并排施加在导线框或载体上，使得吸收体设置在囊封部和导线框或载体之间。这意味着，吸收体作为薄层在导线框或载体上设置在半导体芯片旁边。替选地，起吸收作用的材料直接作为颗粒设置在导线框或载体上。
根据至少一个实施方式，半导体芯片嵌入到囊封部中并且半导体芯片和吸收体直接并排地施加在导线框或载体上，使得吸收体设置在囊封部和导线框或载体之间。
根据至少一个实施方式，吸收体引入到囊封部中。吸收体例如作为层引入到囊封部中和/或吸收体的起吸收作用的材料以颗粒形式引入到囊封部中。吸收体的基体材料和囊封部优选具有相同的材料或囊封部形成基体材料，起吸收作用的材料引入到所述基体材料中。
根据至少一个实施方式，包覆材料包围囊封部和半导体芯片并且吸收体施加在囊封部上，使得吸收体设置在囊封部和包覆材料之间。包覆材料优选是硅树脂、环氧化物或杂化材料。包覆材料例如具有与囊封部和/或与吸收体的基体材料不同的材料。吸收体作为层施加到囊封部上和/或起吸收作用的材料作为颗粒设置到囊封部上。
根据至少一个实施方式，吸收体施加在囊封部上。在此优选地，吸收体作为层施加到囊封部上。
根据至少一个实施方式，吸收体至少部分地遮盖半导体芯片。也就是说，吸收体作为层和/或起吸收作用的材料作为颗粒至少部分地施加在半导体芯片上。这是可行的，因为吸收体对于在运行中由半导体芯片发射的光具有高的可透射性。附加地，半导体芯片的侧面可以用吸收体覆层，而不产生亮度损失。
在制造光电子器件时，优选将吸收体和/或起吸收作用的材料喷射到囊封部上、导线框上、载体上和/或囊封部中。附加地或可选地，吸收体也可以引入到包围半导体芯片和囊封部的壳体中。此外，吸收体可以引入到包覆材料中，所述包覆材料施加到囊封部上。
吸收体也可以引入到所有部件中或所有部件上，也就是说引入到囊封部中，囊封部上，导线框上，载体上，壳体中和/或包覆材料中。
根据至少一个实施方式，包覆材料具有散射颗粒。散射颗粒以纳米颗粒的形式构成。优选地，散射颗粒选自如下组：TiO2、SiO2、ZrO2、Al2O3、BATiO3、SrTiO3、TCO(透明导电氧化物)、Nb2O5、HfO2、ZnO。
当前的光电子器件的一个构思是，通过添加吸收体来抑制环境光在导线框或载体上的反射。由此产生非常好的对比度和黑色印象。
此外，这里所描述的吸收体允许半导体芯片的发射的电磁辐射主要透射。这可实现具有良好的对比度的特别有效的器件。
在具有传统的吸收体的光电子器件中实现良好的黑色印象，然而损失亮度。在此，使用吸收体材料，其近似完全地吸收环境光的可见光的电磁辐射。然而，传统的吸收材料同样近似完全地吸收半导体芯片的波长范围的电磁辐射并且对于半导体芯片的波长范围的电磁辐射是主要不可透射的。
这里所描述的光电子器件可以特别有利地作为像素在视频屏幕、TV设备、监视器或其他显示设备中使用。
附图说明
光电子器件的其他有利的实施方式和改进方案从下面结合附图所描述的实施例中得出。
附图示出：
图1示出根据一个实施例的光电子器件的示意剖面图；
图2示出锌络合物的化学结构式；
图3、4和5示出分别根据一个实施例的在300纳米至800纳米的波长范围内的起吸收作用的材料的吸收谱；
图6示出根据一个实施例的在具有三个半导体芯片的壳体中的光电子器件的示意剖面图；
图7、8和9分别示出根据一个实施例的具有囊封部、导线框和包覆材料的光电子器件的示意剖面图。
相同的、相同类型的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件彼此间的大小关系不视为是符合比例的。更确切地说，个别元件，尤其层厚度为了更好的可示出性和/或为了更好的理解可以夸大地示出。
具体实施方式
根据图1的实施例的光电子器件100具有半导体芯片1和吸收体2，所述半导体芯片在运行中发射第一波长范围5的电磁辐射。吸收体2例如施加在半导体芯片1上和/或设置在半导体芯片1旁边。吸收体2具有至少一种起吸收作用的材料3和基体材料。起吸收作用的材料3例如是或例如包括发色团和/或有机半导体。基体材料例如是环氧化物、硅树脂或杂化材料。
吸收体2主要对于发射的第一波长范围5的电磁辐射是可透射的。主要可透射表示，半导体芯片1的第一波长范围5的电磁辐射的最多50％被吸收。优选地，半导体芯片1的发射的第一波长范围5的电磁辐射的最多25％被吸收体2吸收。
此外，吸收体2在用环境光6照射下显现为黑色。环境光6由多种颜色的电磁谱产生，所述多种颜色混合成白光。环境光6尤其理解为太阳光。吸收体2吸收环境光6的可见光的辐射强度的至少70％。也就是说，吸收体2构成为，使得其在照射下吸收环境光6的可见光的波长范围的大部分并且主要透射半导体芯片1的发射的第一波长范围5的电磁辐射。此外，吸收体2主要透射环境光6的对应于半导体芯片1的波长范围的波长范围。
在图2中示出的化学结构式示出锌络合物作为起吸收作用的材料3。
锌络合物具有卟啉配体，其通过使用不同的取代基而主要透射选择的波长范围。不同的取代基用实线或虚线示出。因此，卟啉衍生物作为配体适合作为起吸收作用的材料3，因为所述卟啉衍生物具有共轭π电子***进而可以通过不同的取代基任意地设定。如果使用吸电子取代基，例如溴苯，实线，则红色的第一波长范围内的电磁辐射对于光电子器件100主要是可透射的。除了锌金属外，可以使用对吸收谱具有影响的其他金属。优选地，吸收体具有至少两种起吸收作用的材料。
图3示例性地示出传统的起吸收作用的材料12的两个吸收谱和这里描述的起吸收作用的材料3的或具有至少两种起吸收作用的材料3的这里描述的吸收体2的吸收谱。具有传统的起吸收作用的材料12的光电子器件100的吸收谱用点线示出。根据本发明的光电子器件100的吸收谱用实线示出。
常规的吸收材料12近似完全吸收可见光中从300纳米到800纳米的波长范围。光电子器件100的吸收体2优选具有至少两种不同的起吸收作用的材料3。起吸收作用的材料3可以具有相同的基本结构，例如卟啉衍生物，其中取代基不同。通过使用不同的取代基来设定吸收谱。在图3中示出，吸收体2在绿色、蓝色和红色波长范围内主要是可透射的。
在图4中示出具有不同的起吸收作用的材料3的两个吸收谱。图4上部示出锌络合物作为起吸收作用的材料3，并且图4下部示出以卟啉衍生物配体作为起吸收作用的材料3的吸收谱。在此，锌络合物以及卟啉衍生物配体具有不同的取代基R。不同的取代基R导致不同的吸收谱。所述吸收谱在图中作为点线、实线、虚线、细线或粗线示出。从图4中可以看出，不同的起吸收作用的材料3示出对可见光的波长范围的电磁辐射的不同的吸收。
在图5中，与在图3和图4中那样，同样相对于波长λ绘制吸收。两种起吸收作用的材料3用作为吸收体2。可以看出，蓝色、绿色和红色波长范围内的电磁辐射几乎完全透射。可见光的其他波长范围绝大部分被光电子器件100的吸收体2的起吸收作用的材料3吸收。
根据一个实施例的图6的光电子器件100具有三个半导体芯片1。在运行中，半导体芯片1发射在第一波长范围5内、在第二波长范围13内和在第三波长范围14内的电磁辐射。发射在第一波长范围5内的电磁辐射的半导体芯片1用实线示出。发射在第二波长范围13内的电磁辐射的半导体芯片1用点线示出，并且发射在第三波长范围14内的电磁辐射的半导体芯片1用粗虚线示出。光电子器件100在此引入到壳体8中并且半导体芯片1并排地嵌入到囊封部9中。在囊封部9上和/或在囊封部9下方和/或在囊封部9中存在吸收体2。囊封部9例如具有硅树脂、环氧化物或杂化材料作为材料。囊封部9可以具有与吸收体2的基体材料相同的材料。
半导体芯片1施加在起反射作用的导线框7上。有利地，环境光6的入射的光绝大部分被吸收体2吸收并且不被起反射作用的导线框7反射。吸收体2此外设为用于，允许发射的在第一波长范围5内、在第二波长范围13内和在第三波长范围14内的电磁辐射主要透射。此外，吸收体2允许环境光6的对应于半导体芯片1的波长范围的波长范围主要透射。半导体芯片1的发射的电磁辐射在辐射出射侧15上朝导线框7的方向反射进而绝大部分被吸收体2透射或反射，而不被吸收体2吸收。
图7中的实施例示出壳体8，其中半导体芯片1嵌入到囊封部9中。包覆材料10处于囊封部9上和半导体芯片1上。半导体芯片1施加在起反射作用的导线框7上，所述导线框经由键合线11与半导体芯片1连接。吸收体2直接在半导体芯片1旁边施加在导线框7上，使得吸收体2设置在囊封部9和导线框7之间。吸收体2在此构成为层。
包覆材料10具有硅树脂、环氧化物或杂化材料并且可以不同于囊封部9或吸收体2的基体材料。此外例如，散射颗粒也附加地嵌入到包覆材料10中。散射颗粒构成为纳米颗粒并且可以从以下组中选择：TiO2、SiO2、ZrO2、Al2O3、BaTiO3、SrTiO3、TCO(透明导电氧化物)、Nb2O5、HfO2、ZnO。
图8的实施例与图7的实施例的不同之处在于，吸收体2作为颗粒或作为层嵌入囊封部9中。
图9的实施例与图8和图7的实施例的不同之处在于，吸收体2施加在囊封部9上，使得吸收体2设置在囊封部9和包覆材料10之间。吸收体2可以至少部分地遮盖半导体芯片1。
结合附图描述的特征和实施例可以根据另外的实施例彼此组合，即使没有明确描述所有组合。此外，结合附图描述的实施例可以替选地或附加地具有根据概述部分中的描述的另外的特征。
本发明不通过根据实施例的描述而局限于此。更确切地说，本发明包括任意新特征和特征的任意组合，尤其包括实施例中的特征的任意组合，即使所述特征或所述组合本身没有明确地在实施例中给出。
本申请要求德国专利申请10 2019 118 793.1的优先权，其公开内容通过参引结合于此。
附图标记列表
100 光电子器件
1 半导体芯片
2 吸收体
3 起吸收作用的材料
5 第一波长范围
6 环境光
7 导线框
8 壳体
9 囊封部
10 包覆材料
11 键合线
12 传统的起吸收作用的材料
13 第二波长范围
14 第三波长范围
15 辐射出射侧

Claims (16)

1.一种光电子器件(100)，具有：
-至少一个发射辐射的半导体芯片(1)，其在运行中发射第一波长范围(5)的电磁辐射；和
-吸收体(2)，其中
-所述吸收体(2)对于发射的所述第一波长范围(5)的电磁辐射是主要可透射的，并且
-所述吸收体(2)在用环境光(6)照射下吸收所述环境光(6)的可见光的电磁谱的总辐射强度的至少70％，
-所述吸收体(2)具有起吸收作用的材料(3)和基体材料，
-所述起吸收作用的材料(3)具有由卟啉衍生物构成的配体，并且
-所述卟啉衍生物(12)具有如下通式：
其中R彼此独立地选自如下组：取代的和未取代的芳基取代基、取代的和未取代的烷基取代基、取代的和未取代的烯基取代基、取代的和未取代的环烷基取代基、取代的和未取代的杂环烷基取代基、取代的和未取代的杂芳基取代基，氢及其组合或其中
在两个相邻的-CR2-CR2-之间，C原子是不饱和的。
2.根据权利要求1所述的光电子器件(100)，
其中所述吸收体(2)吸收所述半导体芯片(1)的发射的所述第一波长范围(5)的电磁辐射的最多50％。
3.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述吸收体(2)吸收所述半导体芯片(1)的发射的所述第一波长范围(5)的电磁辐射的最多25％。
4.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述光电子器件(100)具有三个半导体芯片(1)，所述半导体芯片在运行中发射在所述第一波长范围(5)内、在第二波长范围(13)内和在第三波长范围内(14)的电磁辐射，其中所述吸收体(2)对于在所述第一波长范围(5)内、在所述第二波长范围(13)内和在所述第三波长范围内的电磁辐射是主要可透射的。
5.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述吸收体(2)具有至少两种起吸收作用的材料(3)和所述基体材料。
6.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述起吸收作用的材料(3)是有机半导体或包括有机半导体。
7.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述起吸收作用的材料(3)是Zn络合物或包括Zn络合物。
8.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述起吸收作用的器件(100)具有起反射作用的导线框(7)。
9.根据权利要求8所述的光电子器件(100)，
-其中所述半导体芯片(1)嵌入到囊封部(9)中，并且
-所述半导体芯片(1)和所述吸收体(2)直接并排施加在所述导线框(7)上，使得所述吸收体(2)设置在所述囊封部(9)和所述导线框(7)之间。
10.根据权利要求9所述的光电子器件(100)，
其中所述吸收体(2)引入到所述囊封部(9)中。
11.根据权利要求9所述的光电子器件(100)，
其中包覆材料(10)包围所述囊封部(9)和所述半导体芯片(1)，并且
所述吸收体(2)施加在所述囊封部(9)上，使得所述吸收体(2)设置在所述囊封部(9)和所述包覆材料(10)之间。
12.根据权利要求9所述的光电子器件(100)，
其中所述吸收体(2)施加在所述囊封部(9)上。
13.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述吸收体(2)至少部分地遮盖所述半导体芯片(1)。
14.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述起吸收作用的材料(3)具有锌络合物。
15.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述起吸收作用的材料(3)具有由卟啉衍生物构成的配体并且具有锌离子作为中央金属。
16.根据权利要求1或2所述的光电子器件(100)，
其中所述卟啉衍生物选自如下式：
其中X彼此独立地选自如下组：H、F、Br、Cl、I，并且R3和R13彼此独立地选自取代的和未取代的烷基。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001138634A (ja) * 1999-11-12 2001-05-22 Ricoh Co Ltd 光情報記録媒体
WO2008058525A2 (de) * 2006-11-13 2008-05-22 Novaled Ag Verwendung einer koordinationsverbindung zur dotierung von organischen halbleitern
CN101235042A (zh) * 2007-01-30 2008-08-06 南京大学 一类两种不同芳环共轭的中心修饰卟啉衍生物的制备及应用
CN101604107A (zh) * 2007-12-04 2009-12-16 索尼株式会社 用于改变光谱的波长范围的器件
CN101939400A (zh) * 2007-12-04 2011-01-05 索尼公司 用于光子能量上转换的介质
WO2012081536A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 シャープ株式会社 発光デバイス、表示装置、電子機器及び照明装置
CN102712651A (zh) * 2009-08-26 2012-10-03 密执安州立大学董事会 可见/近红外光电探测器
WO2014001125A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische bauelementevorrichtung und verfahren zum herstellen einer optoelektronischen bauelementevorrichtung
DE102013103984A1 (de) * 2013-04-19 2014-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Beleuchtungseinrichtung zur Hinterleuchtung eines Displays oder eines Fernsehers, Display und Fernseher
DE202016101294U1 (de) * 2015-03-13 2016-03-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wellenlängenfilter, Licht-emittierende Vorrichtung und Beleuchtungs-Einrichtung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070293666A1 (en) * 2004-10-25 2007-12-20 Mitsui Chemicals, Inc. Optical Filter and Its Applications, and Porphyrin Compound Used in Optical Filter
WO2012099607A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Copolymers for luminescence enhancement in reflective display applications
JP6564559B2 (ja) * 2013-05-10 2019-08-21 株式会社半導体エネルギー研究所 表示パネル及び電子機器
EP2883915A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-17 Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) Porphyrin based sensitizer for dye-sensitized solar cell
WO2017010076A1 (ja) * 2015-07-10 2017-01-19 デクセリアルズ株式会社 蛍光体シート、該蛍光体シートを備える白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置
JP6658808B2 (ja) * 2017-12-25 2020-03-04 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001138634A (ja) * 1999-11-12 2001-05-22 Ricoh Co Ltd 光情報記録媒体
WO2008058525A2 (de) * 2006-11-13 2008-05-22 Novaled Ag Verwendung einer koordinationsverbindung zur dotierung von organischen halbleitern
CN101235042A (zh) * 2007-01-30 2008-08-06 南京大学 一类两种不同芳环共轭的中心修饰卟啉衍生物的制备及应用
CN101604107A (zh) * 2007-12-04 2009-12-16 索尼株式会社 用于改变光谱的波长范围的器件
CN101939400A (zh) * 2007-12-04 2011-01-05 索尼公司 用于光子能量上转换的介质
CN102712651A (zh) * 2009-08-26 2012-10-03 密执安州立大学董事会 可见/近红外光电探测器
WO2012081536A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 シャープ株式会社 発光デバイス、表示装置、電子機器及び照明装置
WO2014001125A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische bauelementevorrichtung und verfahren zum herstellen einer optoelektronischen bauelementevorrichtung
DE102013103984A1 (de) * 2013-04-19 2014-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Beleuchtungseinrichtung zur Hinterleuchtung eines Displays oder eines Fernsehers, Display und Fernseher
DE202016101294U1 (de) * 2015-03-13 2016-03-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wellenlängenfilter, Licht-emittierende Vorrichtung und Beleuchtungs-Einrichtung

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