DE102015105893A1

DE102015105893A1 - Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

Info

Publication number: DE102015105893A1
Application number: DE102015105893.6A
Authority: DE
Inventors: Jörg Frischeisen; Burkhard Hilling; Jutta Thoma; Christian Koch
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH; Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH; Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2016-10-20
Also published as: WO2016166005A1

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil eine oder mehrere Lichtquellen zur Erzeugung einer Primärstrahlung. Durch ein Konversionselement wird ein Teil der Primärstrahlung in eine langwelligere Sekundärstrahlung umgewandelt, sodass das Bauteil im Betrieb eine Mischstrahlung emittiert, die aus der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung besteht. Ein Filterelement hindert einen kurzwelligen Anteil der Sekundärstrahlung am Verlassen des Bauteils. Durch das Filterelement wird eine CIE-y-Koordinate eines Farborts der Mischstrahlung verkleinert und eine CIE-z-Koordinate vergrößert. Hierdurch werden die Farbwiedergabeindizes Ra und R9 der Mischstrahlung aufgrund des Filterelements erhöht.In at least one embodiment, the optoelectronic component comprises one or more light sources for generating a primary radiation. By means of a conversion element, part of the primary radiation is converted into a longer-wavelength secondary radiation, so that the component emits mixed radiation during operation, which consists of the primary radiation and the secondary radiation. A filter element prevents a short-wave component of the secondary radiation from leaving the component. Through the filter element, a CIE-y coordinate of a color locus of the mixed radiation is reduced and a CIE z coordinate is increased. This increases the color rendering indices Ra and R9 of the mixed radiation due to the filter element.

Description

Es wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben. An optoelectronic component is specified. In addition, a method for producing an optoelectronic component is specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, das kosteneffizient ist und das Strahlung mit einem hohen Farbwiedergabeindex emittiert. An object to be solved is to provide an optoelectronic device that is cost effective and emits radiation having a high color rendering index.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Bauteil und durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved inter alia by a component and by a method having the features of the independent patent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil eine oder mehrere Lichtquellen. Die mindestens eine Lichtquelle ist zur Erzeugung einer Primärstrahlung eingerichtet. Die Lichtquelle wird elektrisch betrieben. Bevorzugt handelt es sich bei der Lichtquelle um eine Leuchtdiode, kurz LED, um eine Laserdiode oder auch um eine organische Leuchtdiode, kurz OLED. Beispielsweise wird von der Lichtquelle farbiges Licht, bevorzugt blaues Licht oder grünes Licht oder gelbes Licht oder rotes Licht, emittiert.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic component comprises one or more light sources. The at least one light source is set up to generate a primary radiation. The light source is operated electrically. The light source is preferably a light-emitting diode, in short LED, a laser diode or also an organic light-emitting diode, in short OLED. For example, colored light, preferably blue light or green light or yellow light or red light, is emitted by the light source.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauteil eines oder mehrere Konversionselemente auf. Durch das mindestens eine Konversionselement wird im bestimmungsgemäßen Betrieb ein Teil der Primärstrahlung in eine langwelligere Sekundärstrahlung umgewandelt. Dadurch, dass nur ein Teil der Primärstrahlung absorbiert und umgewandelt wird, wird von dem optoelektronischen Bauteil im bestimmungsgemäßen Betrieb eine Mischstrahlung emittiert, die zumindest im sichtbaren Spektralbereich aus der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung besteht.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic component has one or more conversion elements. As a result of the at least one conversion element, part of the primary radiation is converted into a longer-wavelength secondary radiation during normal operation. Due to the fact that only a part of the primary radiation is absorbed and converted, a mixed radiation is emitted by the optoelectronic component during normal operation which consists of the primary radiation and the secondary radiation at least in the visible spectral range.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform hindert das Filterelement zumindest oder ausschließlich einen kurzwelligen Anteil der Sekundärstrahlung zeitweilig oder dauerhaft am Verlassen des Bauteils. Kurzwelliger Anteil der Sekundärstrahlung bedeutet insbesondere, dass dieser Anteil bei kürzeren Wellenlängen als ein Intensitätsmaximum der Sekundärstrahlung liegt oder die kurzwelligsten zwei Drittel des Spektrums der Sekundärstrahlung abdeckt, wobei nur Wellenlängen mit einer Intensität von mindestens 5 % des Intensitätsmaximums berücksichtigt werden. Mit anderen Worten liegt der kurzwellige Anteil an einer blauen Flanke der Sekundärstrahlung. Es ist möglich, dass sich die Filterwirkung des Filterelements ausschließlich oder im Wesentlichen auf den kurzwelligen Anteil der Sekundärstrahlung beschränkt. Bevorzugt werden durch das Filterelement der Mischstrahlung des Bauteils keine zusätzlichen, spektralen Komponenten hinzugefügt. Das Filterelement wirkt dann in dem relevanten sichtbaren Spektralbereich, etwa von 400 nm bis 750 nm, nicht als Leuchtstoff.In accordance with at least one embodiment, the filter element at least or exclusively prevents a short-wave component of the secondary radiation temporarily or permanently from leaving the component. Short-wave fraction of the secondary radiation means in particular that this component is at shorter wavelengths than an intensity maximum of the secondary radiation or covers the shortest wavelength two thirds of the spectrum of the secondary radiation, whereby only wavelengths with an intensity of at least 5% of the intensity maximum are taken into account. In other words, the short-wave component lies on a blue flank of the secondary radiation. It is possible that the filter effect of the filter element is limited exclusively or substantially to the short-wave component of the secondary radiation. Preferably, no additional spectral components are added by the filter element of the mixed radiation of the component. The filter element then does not act as a phosphor in the relevant visible spectral range, such as from 400 nm to 750 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird durch das Filterelement eine CIE-y-Koordinate eines Farborts der Mischstrahlung verkleinert. Das heißt, durch das Filterelement rutscht der Farbort der Mischstrahlung in der CIE-Normfarbtafel hin zur x-Achse. Hierbei wird insbesondere Bezug genommen auf die CIE-Normfarbtafel von 1931. In accordance with at least one embodiment, a CIE-y coordinate of a color locus of the mixed radiation is reduced by the filter element. That is, through the filter element, the color location of the mixed radiation in the CIE standard color chart slips toward the x-axis. Reference is made in particular to the CIE standard color chart from 1931.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die CIE-z-Koordinate der Mischstrahlung durch das Filterelement vergrößert. Mit anderen Worten nimmt dann eine Wahrnehmung eines Blauanteils in der Mischstrahlung zu. In accordance with at least one embodiment, the CIE z coordinate of the mixed radiation is increased by the filter element. In other words, then a perception of a blue component in the mixed radiation increases.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden durch das Filterelement die Farbwiedergabeindizes Ra und R9 der Mischstrahlung erhöht. Diese Farbwiedergabeindizes sind beispielsweise definiert in der Druckschrift CIE Technical Report-Method of Measuring and Specifying Colour Rendering Properties of Light Sources aus dem Jahr 1995, ISBN 3 900 734 57 7 . Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Bestimmung der Farbwiedergabeindizes wird durch Rückbezug mit aufgenommen. Der Farbwiedergabeindex Ra bezieht sich auf die Farbwiedergabequalität, gemittelt über die ersten acht CIE-Testfarben, der Farbwiedergabeindex R9 dagegen bezieht sich auf die Farbwiedergabequalität nur bei der neunten Testfarbe, welche Tiefrot repräsentiert.According to at least one embodiment, the color rendering indices Ra and R9 of the mixed radiation are increased by the filter element. These color rendering indices are defined, for example, in US Pat Publication CIE Technical Report Method of Measuring and Specifying Color Rendering Properties of Light Sources, 1995, ISBN 3 900 734 57 7 , The disclosure of this document with regard to the determination of the color rendering indices is incorporated by reference. The color rendering index Ra refers to the color rendering quality averaged over the first eight CIE test colors, while the color rendering index R9 refers to the color rendering quality only with the ninth test color representing deep red.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil eine oder mehrere Lichtquellen zur Erzeugung einer Primärstrahlung. Durch ein Konversionselement wird ein Teil der Primärstrahlung in eine langwelligere Sekundärstrahlung umgewandelt, sodass das Bauteil im Betrieb eine Mischstrahlung emittiert, die aus der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung besteht. Ein Filterelement hindert einen kurzwelligen Anteil der Sekundärstrahlung am Verlassen des Bauteils. Durch das Filterelement wird eine CIE-y-Koordinate eines Farborts der Mischstrahlung verkleinert und eine CIE-z-Koordinate vergrößert. Hierdurch werden die Farbwiedergabeindizes Ra und R9 der Mischstrahlung aufgrund des Filterelements erhöht. In at least one embodiment, the optoelectronic component comprises one or more light sources for generating a primary radiation. By means of a conversion element, part of the primary radiation is converted into a longer-wavelength secondary radiation, so that the component emits mixed radiation during operation, which consists of the primary radiation and the secondary radiation. A filter element prevents a short-wave component of the secondary radiation from leaving the component. Through the filter element, a CIE-y coordinate of a color locus of the mixed radiation is reduced and a CIE z coordinate is increased. This increases the color rendering indices Ra and R9 of the mixed radiation due to the filter element.

Bei vielen Anwendungen, wie beispielsweise der Beleuchtung von Geschäftsräumen oder von Auslagen, etwa für Lebensmittel oder Kleidung, ist eine künstliche Beleuchtung mit einem hohen Farbwiedergabeindex, englisch Color Rendering Index oder kurz CRI, erforderlich. Auch in der Allgemeinbeleuchtung, etwa für Wohnräume, ist ein vergleichsweise hoher Farbwiedergabeindex erwünscht. Speziell im Lebensmittelbereich ist eine gute Farbwiedergabe im roten Spektralbereich erwünscht. Durch das hier beschriebene Filterelement ist der Farbwiedergabeindex Ra und auch der Farbwiedergabeindex für Tiefrot bei der Testfarbe R9 erhöht. In many applications, such as the illumination of business premises or displays, such as for food or clothing, an artificial lighting with a high color rendering index, in English Color Rendering Index or short CRI is required. Even in general lighting, such as for living spaces, is a comparatively high color rendering index desired. Especially in the food industry, good color reproduction in the red spectral range is desired. By the filter element described here, the color rendering index Ra and also the color rendering index for deep red in the test color R9 is increased.

Alternative Möglichkeiten, den Farbwiedergabeindex zu erhöhen, bestehen darin, aufwändige Leuchtstoffmischungen zu verwenden oder eine Vielzahl von LED-Chips, die bei verschiedenen Farben emittieren, miteinander zu kombinieren. Diese Lösungen sind jedoch vergleichsweise technisch aufwändig und teuer. Mit dem hier beschriebenen Filterelement steht eine technisch einfachere und kostengünstigere Lösung zur Verfügung. Alternative ways to increase the color rendering index are to use elaborate phosphor blends or to combine a variety of LED chips that emit at different colors. However, these solutions are relatively technically complex and expensive. With the filter element described here, a technically simpler and more cost-effective solution is available.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Lichtquelle um eine Leuchtdiode, kurz LED. Die Leuchtdiode umfasst eine Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mAs, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. In accordance with at least one embodiment, the light source is a light-emitting diode, in short LED. The light-emitting diode comprises a semiconductor layer sequence. The semiconductor layer sequence is preferably based on a III-V compound semiconductor material. The semiconductor material is, for example, a nitride compound semiconductor material such as Al _n In _{1 nm} Ga _m N or a phosphide compound semiconductor material such as Al _n In _{1 nm} Ga _m P or an arsenide compound semiconductor material such as Al _n In _1-nm Ga _m As, where 0 ≦ n ≦ 1, 0 ≦ m ≦ 1 and n + m ≦ 1, respectively. In this case, the semiconductor layer sequence may have dopants and additional constituents. For the sake of simplicity, however, only the essential constituents of the crystal lattice of the semiconductor layer sequence, that is to say Al, As, Ga, In, N or P, are indicated, even if these may be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Lichtquelle um eine Leuchtdiode, die blaues Licht emittiert. Die Leuchtdiode basiert auf dem Materialsystem AlInGaN. Die Primärstrahlung weist bevorzugt ein absolutes Intensitätsmaximum bei einer Intensitätsmaximumswellenlänge Imax auf, die bei mindestens 420 nm oder 430 nm oder 440 nm liegt. Alternativ oder zusätzlich liegt die Intensitätsmaximumswellenlänge Imax bei höchstens 480 nm oder 470 nm oder 460 nm.In accordance with at least one embodiment, the light source is a light-emitting diode which emits blue light. The LED is based on the material system AlInGaN. The primary radiation preferably has an absolute intensity maximum at an intensity maximum wavelength Imax which is at least 420 nm or 430 nm or 440 nm. Alternatively or additionally, the intensity maximum wavelength Imax is at most 480 nm or 470 nm or 460 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Sekundärstrahlung ein relatives oder absolutes Intensitätsmaximum Isek auf, das bei mindestens 570 nm oder 580 nm oder 590 nm liegt. Alternativ oder zusätzlich liegt das Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung bei höchstens 625 nm oder 615 nm oder 607 nm. Es ist möglich, dass eine Intensität der Sekundärstrahlung, ausgehend von dem Intensitätsmaximum Isek, hin zu größeren Wellenlängen und/oder hin zu kleineren Wellenlängen monoton abfällt, so dass dann keine Zwischenmaxima oder Zwischenminima im Spektrum der Sekundärstrahlung vorliegen.In accordance with at least one embodiment, the secondary radiation has a relative or absolute intensity maximum Isek which is at least 570 nm or 580 nm or 590 nm. Alternatively or additionally, the maximum intensity Isek of the secondary radiation is at most 625 nm or 615 nm or 607 nm. It is possible for an intensity of the secondary radiation to decrease monotonically, starting from the intensity maximum Isek towards larger wavelengths and / or towards smaller wavelengths, so that there are no intermediate maxima or intermediate minima in the spectrum of the secondary radiation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Mischstrahlung ein Intensitätsminimum Imin auf, das bei mindestens 455 nm oder 465 nm oder 470 nm oder 480 nm liegt und/oder bei höchstens 500 nm oder 490 nm oder 480 nm. Insbesondere liegt das Intensitätsminimum Imin mindestens 15 nm oder 20 nm oberhalb der Intensitätsmaximumswellenlänge Imax der Primärstrahlung. Bei dem Intensitätsmaximum Imin handelt es sich insbesondere um ein relatives Intensitätsminimum, bevorzugt um das einzige relative Intensitätsminimum zwischen der Intensitätsmaximumswellenlänge Imax der Primärstrahlung und dem Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung.According to at least one embodiment, the mixed radiation has an intensity minimum imine which is at least 455 nm or 465 nm or 470 nm or 480 nm and / or at most 500 nm or 490 nm or 480 nm. In particular, the intensity minimum imine is at least 15 nm or 20 nm above the intensity maximum wavelength Imax of the primary radiation. The intensity maximum Imin is, in particular, a relative minimum of intensity, preferably the only relative intensity minimum between the intensity maximum wavelength Imax of the primary radiation and the intensity maximum Isek of the secondary radiation.

Diese und alle anderen Angaben gelten, sofern nicht anders kenntlich gemacht, insbesondere bei einer Temperatur von 300 K, also ungefähr bei Raumtemperatur.These and all other details apply, unless stated otherwise, especially at a temperature of 300 K, that is approximately at room temperature.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Primärstrahlung durch das Filterelement nicht oder nicht signifikant verändert. Beispielsweise erfolgt eine Abschwächung der Intensität der Primärstrahlung durch das Filterelement zu höchstens 20 % oder 10 % oder 5 %. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Intensitätsmaximumswellenlänge Imax der Primärstrahlung durch das Filterelement um höchstens 5 nm oder 3 nm oder 1,5 nm verschoben wird. According to at least one embodiment, the primary radiation is not or not significantly changed by the filter element. By way of example, the intensity of the primary radiation through the filter element is attenuated by at most 20% or 10% or 5%. Alternatively or additionally, it is possible for the intensity maximum wavelength Imax of the primary radiation to be shifted through the filter element by at most 5 nm or 3 nm or 1.5 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Sekundärstrahlung vor Durchlaufen des Filterelements eine spektrale Halbwertbreite, insbesondere volle Breite auf halber Höhe des Maximums oder kurz FWHM, auf, die mindestens 100 nm oder 120 nm oder 140 nm beträgt. Alternativ oder zusätzlich liegt die spektrale Halbwertbreite der Sekundärstrahlung bei höchstens 230 nm oder 200 nm oder 170 nm. According to at least one embodiment, before passing through the filter element, the secondary radiation has a spectral half-width, in particular full width at half the height of the maximum or short FWHM, which is at least 100 nm or 120 nm or 140 nm. Alternatively or additionally, the spectral half-width of the secondary radiation is at most 230 nm or 200 nm or 170 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Sekundärstrahlung vor und/oder nach Durchlaufen des Filterelements im Intensitätsmaximum Isek um mindestens einen Faktor 1,25 oder 1,5 oder 2,5 oder 4 intensiver als die Primärstrahlung bei der Intensitätsmaximumswellenlänge Imax. Dieser Faktor beträgt alternativ oder zusätzlich höchstens 5 oder 2,5 oder 2 oder 1,75. According to at least one embodiment, the secondary radiation before and / or after passing through the filter element in the intensity maximum Isek by at least a factor of 1.25 or 1.5 or 2.5 or 4 is more intense than the primary radiation at the intensity maximum wavelength Imax. This factor is alternatively or additionally at most 5 or 2.5 or 2 or 1.75.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform entsteht durch das Filterelement im Spektrum der Sekundärstrahlung ein Nebenintensitätsmaximum Nsek. Das Nebenintensitätsmaximum Nsek befindet sich bevorzugt zwischen einem Intensitätsminimum Imin der Mischstrahlung und dem Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung vor Durchlaufen des Filterelements. Es ist möglich, dass durch das Filterelement genau ein ausgeprägtes Nebenintensitätsmaximum Nsek entsteht. Alternativ können auch mehrere Nebenintensitätsmaxima auftreten, hervorgerufen durch das Filterelement. In accordance with at least one embodiment, a secondary intensity maximum Nsek is produced by the filter element in the spectrum of the secondary radiation. The secondary intensity maximum Nsek is preferably located between an intensity minimum Imin of the mixed radiation and the intensity maximum Isek of the secondary radiation before passing through the filter element. It is possible that through the Filter element exactly a pronounced Nebenintensitätsmaximum Nsek arises. Alternatively, several secondary intensity maxima may also occur, caused by the filter element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Filterelement um einen Bandpassfilter. Das heißt, das Filterelement weist in einem Spektralbereich eine geringere Durchlassfähigkeit auf, wobei die Durchlassfähigkeit sowohl zu kürzeren als auch zu größeren Wellenlängen hin zunimmt. Bevorzugt weist das Filterelement im relevanten Spektralbereich genau eine Hauptfilterbande oder insgesamt nur eine Filterbande auf. Alternativ kann das Filterelement auch mehrere Filterbanden aufweisen und als Multibandpassfilter gestaltet sein. Der relevante Spektralbereich ist insbesondere der sichtbare Spektralbereich, also etwa der Spektralbereich zwischen einschließlich 400 nm und 750 nm oder zwischen einschließlich 420 nm und 710 nm. In accordance with at least one embodiment, the filter element is a bandpass filter. That is, the filter element has lower transmissivity in a spectral region, with transmissivity increasing toward both shorter and longer wavelengths. The filter element preferably has exactly one main filter band or altogether only one filter band in the relevant spectral range. Alternatively, the filter element may also have multiple filter bands and be designed as a multi-band pass filter. The relevant spectral range is in particular the visible spectral range, ie approximately the spectral range between 400 nm and 750 nm inclusive or between 420 nm and 710 nm inclusive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine mittlere Filterwellenlänge Lfil der Hauptfilterbande oder der Filterbande bei mindestens 560 nm oder 570 nm oder 575 nm. Alternativ oder zusätzlich liegt die mittlere Filterwellenlänge bei höchstens 610 nm oder 590 nm oder 585 nm. Die Lage der mittleren Filterwellenlänge Lfil ergibt sich dabei insbesondere aus einem Mittelwert derjenigen Wellenlängen, bei denen eine Intensität der Filterbande oder der Hauptfilterbande auf 50 % abgefallen ist. Anders ausgedrückt ist die mittlere Filterwellenlänge der Mittelwert der Wellenlängen der Filterbande bei halber Höhe der vollen Intensität, FWHM. In accordance with at least one embodiment, an average filter wavelength Lfil of the main filter band or filter band is at least 560 nm or 570 nm or 575 nm. Alternatively or additionally, the average filter wavelength is at most 610 nm or 590 nm or 585 nm. The location of the average filter wavelength Lfil results in particular from an average of those wavelengths at which an intensity of the filter band or the main filter band has fallen to 50%. In other words, the average filter wavelength is the average of the wavelengths of the filter band at half the full intensity level, FWHM.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt für die mittlere Filterwellenlänge Lfil in Bezug auf das Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung vor Durchlaufen des Filterelements und mit Blick auf das Intensitätsminimum Imin: Imin + 0,4(Isek-Imin) ≤ Lfil ≤ Isek oder Imin + 0,5(Isek-Imin) ≤ Lfil ≤ Isek – 0,1(Isek-Imin) oder Imin + 0,6(Isek-Imin) ≤ Lfil ≤ Isek – 0,1(Isek-Imin) oder Imin + 0,6(Isek-Imin) ≤ Lfil ≤ Isek – 0,15(Isek-Imin). In accordance with at least one embodiment, the mean filter wavelength Lfil with respect to the intensity maximum Isek of the secondary radiation before passing through the filter element and with regard to the intensity minimum Imin applies: Imine + 0.4 (Isek-Imine) ≤ Lfil ≤ Isek or Imine + 0.5 (lsec-imine) ≤ Lfil ≤ lsec-0.1 (lsec-imine) or Imine + 0.6 (Isek-Imine) ≦ Lfil ≦ Isek-0.1 (Isek-Imine) or Imine + 0.6 (Isek-Imine) ≤ Lfil ≤ Isek - 0.15 (Isek-Imine).

Beispielsweise liegt das Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung bei 605 nm, mit einer Toleranz von höchstens 30 nm oder 20 nm oder 10 nm oder 5 nm und/oder die mittlere Filterwellenlänge Lfil liegt bei 580 nm, mit einer Toleranz von höchstens 30 nm oder 20 nm oder 10 nm oder 5 nm, jeweils bei Raumtemperatur, also 296 K.For example, the maximum intensity Isek of the secondary radiation is 605 nm, with a tolerance of at most 30 nm or 20 nm or 10 nm or 5 nm and / or the average filter wavelength Lfil is 580 nm, with a tolerance of at most 30 nm or 20 nm or 10 nm or 5 nm, in each case at room temperature, ie 296 K.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt für eine Halbwertsbreite Bfil der Filterbande oder der Hauptfilterbande: 0,02(Isek-Imin) ≤ Bfil ≤ 0,4(Isek-Imin) oder 0,05(Isek-Imin) ≤ Bfil ≤ 0,3(Isek-Imin) oder 0,1(Isek-Imin) ≤ Bfil ≤ 0,3(Isek-Imin) oder 0,15(Isek-Imin) ≤ Bfil ≤ 0,25(Isek-Imin). Bei der Halbwertsbreite Bfil handelt es sich insbesondere um einen FWHM-Wert. In accordance with at least one embodiment, for a half width Bfil of the filter band or the main filter band, 0.02 (lsec-imine) ≦ Bfil ≦ 0.4 (lsec-imine) or 0.05 (lsec-imine) ≦ Bfil ≦ 0.3 ( Isek-imine) or 0.1 (Isek-Imin) ≦ Bfil ≦ 0.3 (Isek-Imin) or 0.15 (Isek-Imine) ≦ Bfil ≦ 0.25 (Isek-Imine). The half-width Bfil is in particular a FWHM value.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Nebenintensitätsmaximum Nsek mindestens 50 % oder 60 % oder 70 % und/oder höchstens 90 % oder 80 % oder 75 % der Intensität der Sekundärstrahlung in dem Intensitätsmaximum Isek auf. Hierbei wird auf das Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung vor Durchlaufen des Filterelements Bezug genommen. Die entsprechenden Werte können für ein durch das Filterelement modifiziertes Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung ebenso gelten. Dieses durch das Filterelement hervorgerufene Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung liegt insbesondere bei größeren Wellenlängen als das Intensitätsmaximum Isek vor Durchlaufen des Filterelements. Eine Verschiebung liegt dabei zum Beispiel bei mindestens 5 nm oder 10 nm oder 15 nm und/oder bei höchstens 30 nm oder 25 nm oder 20 nm. Mit anderen Worten handelt es sich dann bei dem Nebenintensitätsmaximum Nsek um ein relatives und nicht um ein absolutes Intensitätsmaximum. In accordance with at least one embodiment, the secondary intensity maximum Nsek has at least 50% or 60% or 70% and / or at most 90% or 80% or 75% of the intensity of the secondary radiation in the intensity maximum Isek. In this case, reference is made to the intensity maximum Isek of the secondary radiation before passing through the filter element. The corresponding values may also apply to an intensity maximum Isek of the secondary radiation modified by the filter element. This intensity maximum Isek of the secondary radiation caused by the filter element lies, in particular, at larger wavelengths than the intensity maximum Isek before passing through the filter element. In this case, a shift is, for example, at least 5 nm or 10 nm or 15 nm and / or at most 30 nm or 25 nm or 20 nm. In other words, then the secondary intensity maximum Nsek is a relative and not an absolute maximum of intensity ,

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist durch das Filterelement ein Farbkontrastindex der Mischstrahlung erhöht. Der Farbkontrastindex wird auch als Feeling of Contrast Index, kurz FCI, bezeichnet. Der FCI ist beispielsweise in der Druckschrift US 2013/0155647 A1 definiert, insbesondere in den Absätzen 29 bis 36. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich des FCI wird durch Rückbezug mit aufgenommen. In accordance with at least one embodiment, a color contrast index of the mixed radiation is increased by the filter element. The color contrast index is also referred to as Feeling of Contrast Index, FCI for short. The FCI is for example in the publication US 2013/0155647 A1 in particular in paragraphs 29 to 36. The disclosure of this document with regard to the FCI is incorporated by reference.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Filterelement hinsichtlich der räumlichen Abstrahlcharakteristik der Mischstrahlung um ein optisch passives Element. Mit anderen Worten wird dann die räumliche Abstrahlcharakteristik durch das Filterelement nicht oder nicht signifikant beeinflusst. Insbesondere handelt es sich bei dem Filterelement dann, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, um eine planparallele, ebene Platte, die klarsichtig und nicht lichtstreuend ist. Es erfolgt dann durch das Filterelement beispielsweise ein geringfügiger Parallelversatz von Strahlung, jedoch keine Aufweitung oder Einengung der räumlichen Abstrahlcharakteristik. Das heißt, dass dann die einzige optische Funktion des Filterelements die Filterung der Primärstrahlung und/oder der Sekundärstrahlung ist.In accordance with at least one embodiment, the filter element is an optically passive element with regard to the spatial radiation characteristic of the mixed radiation. In other words, the spatial radiation characteristic is then not or not significantly influenced by the filter element. In particular, the filter element then, within the scope of the manufacturing tolerances, is a plane-parallel, flat plate which is clear-sighted and does not scatter light. It then takes place through the filter element, for example, a slight parallel offset of radiation, but no widening or narrowing of the spatial radiation characteristic. This means that then the only optical function of the filter element is the filtering of the primary radiation and / or the secondary radiation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Filtermittel eine über die Lichtquelle hinweg variierende Dicke und/oder optische Dichte auf. Bevorzugt ist das Filtermittel über einer Mitte der Lichtquelle dicker oder optisch dichter als an einem Rand der Lichtquelle. Hierdurch ist erzielbar, dass eine mittlere Weglänge von Strahlung, insbesondere von Primärstrahlung, durch das Filtermittel hindurch entlang aller Raumrichtungen gleich oder näherungsweise gleich ist. Somit ist ein winkelabhängiger Farbeindruck der von dem optoelektronischen Bauteil emittierten Mischstrahlung homogener gestaltbar. In accordance with at least one embodiment, the filter means has a thickness and / or optical density varying over the light source. Preferably, the filter means is thicker over a center of the light source or optically more dense than at an edge of the light source. This makes it possible to achieve that a mean path length of radiation, in particular of primary radiation, through the filter medium along all spatial directions is the same or approximately the same. Thus, an angle-dependent color impression of the mixed radiation emitted by the optoelectronic component can be shaped more homogeneously.

Beispielsweise ist das Filtermittel ähnlich einer Konvexlinse oder einer Bikonvexlinse geformt oder es sind Ränder der Lichtquelle, in Draufsicht gesehen, frei von dem Filtermittel. Alternativ ist es möglich, dass das Filtermittel eine konstante geometrische Dicke aufweist, aber eine über die Lichtquelle hinweg variierende optische Dichte. Somit ist es möglich, dass wegen der konstanten Dicke durch das Filtermittel die räumliche Abstrahlcharakteristik der Mischstrahlung nicht beeinflusst wird, aufgrund der variierenden optischen Dichte aber winkelabhängig das Absorptionsverhalten einstellbar ist. Dies ist etwa dadurch erreichbar, dass das Filtermittel einen Gradienten in einer Konzentration eines Filterstoffs aufweist.For example, the filter means is shaped like a convex lens or a biconvex lens, or edges of the light source, seen in plan view, are free of the filter medium. Alternatively, it is possible for the filter means to have a constant geometric thickness, but an optical density varying across the light source. Thus, it is possible that because of the constant thickness through the filter means, the spatial radiation characteristic of the mixed radiation is not affected, but due to the varying optical density but angle-dependent absorption behavior is adjustable. This can be achieved, for example, by the filter medium having a gradient in a concentration of a filter substance.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Konversionselement einen Leuchtstoff oder eine Leuchtstoffmischung auf. Der Leuchtstoff oder die Leuchtstoffmischung beinhaltet einen oder mehrere Leuchtstoffe, insbesondere anorganische Leuchtstoffe. Der Leuchtstoff oder die Leuchtstoffmischung ist bevorzugt ausgewählt aus zumindest einem der folgenden Leuchtstoffe: Eu²⁺-dotierte Nitride wie (Ca, Sr)AlSiN₃:Eu²⁺, Sr(Ca, Sr)Si₂Al₂N₆:Eu²⁺, (Sr, Ca)AlSiN₃·Si₂N₂O:Eu²⁺, (Ca, Ba, Sr)₂Si₅N₈:Eu²⁺, (Sr, Ca)[LiA1₃N₄]:Eu²⁺; Granate aus dem allgemeinen System (Gd, Lu, Tb, Y)₃(Al, Ga, D)₅(O, X)₁₂:RE mit X = Halogenid, N oder zweiwertiges Element, D = drei- oder vierwertiges Element und RE = Seltenerdmetalle wie Lu₃(Al_l-xGa_x)₅O₁₂:Ce³⁺, Y₃(Al_1-xGa_x)₅O₁₂:Ce³⁺; Eu²⁺-dotierte Sulfide wie (Ca, Sr, Ba)S:Eu²⁺; Eu²⁺-dotierte SiONe wie (Ba, Sr, Ca)Si₂O₂N₂:Eu²⁺; SiAlONe etwa aus dem System Li_xM_yLn_zSi_12-(m+n)Al_(m+n)O_nN_16-n; beta-SiAlONe aus dem System Si_6-xAl_zO_yN_8-y:RE_z; Nitrido-Orthosilikate wie AE_2-x-aRE_xEu_aSiO_4-xN_x, AE_2-x-aRE_xEu_aSi_1-yO_4-x-2yN_x mit RE = Seltenerdmetall und AE = Erdalkalimetall; Orthosilikate wie (Ba, Sr, Ca, Mg)₂SiO₄:Eu²⁺; Chlorosilikate wie Ca₈Mg(SiO₄)₄Cl₂:Eu²⁺; Chlorophosphate wie (Sr, Ba, Ca, Mg)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu²⁺; BAM-Leuchtstoffe aus dem BaO-MgO-Al₂O₃-System wie BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺; Halophosphate wie M₅(PO₄)₃(Cl, F):(Eu²⁺, Sb³⁺, Mn²⁺); SCAP-Leuchtstoffe wie (Sr, Ba, Ca)₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺. Als Leuchtstoffe sind auch die in der Druckschrift EP 2 549 330 A1 angegebenen Leuchtstoffe einsetzbar. Hinsichtlich der verwendeten Leuchtstoffe wird der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift durch Rückbezug mit aufgenommen. Außerdem können auch sogenannte Quantenpunkte als Konvertermaterial eingebracht werden. Quantenpunkte in der Form nanokristalliner Materialien, welche eine Gruppe II-VI-Verbindung und/oder eine Gruppe III-V-Verbindung und/oder eine Gruppe IV-VI-Verbindung und/oder Metall-Nanokristalle beinhalten, sind hierbei bevorzugt. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Leuchtstoffmischung um eine Mischung aus (Lu, Ce)₃(Al, Ga)₅O₁₂ und (Ca, Sr, Ba, Eu)₂Si₅N₈.In accordance with at least one embodiment, the conversion element comprises a phosphor or a phosphor mixture. The phosphor or the phosphor mixture includes one or more phosphors, in particular inorganic phosphors. The phosphor or the phosphor mixture is preferably selected from at least one of the following phosphors: Eu ²⁺ -doped nitrides such as (Ca, Sr) AlSiN ₃ : Eu ²⁺ , Sr (Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ : Eu ²⁺ , (Sr, Ca) AlSiN ₃ .Si ₂ N ₂ O: Eu ²⁺ , (Ca, Ba, Sr) ₂ Si ₅ N ₈ : Eu ²⁺ , (Sr, Ca) [LiAl ₃ N ₄ ]: Eu ^{2 +} ; Garnets from the general system (Gd, Lu, Tb, Y) ₃ (Al, Ga, D) ₅ (O, X) ₁₂ : RE with X = halide, N or divalent element, D = tri- or tetravalent element and RE = rare earth elements such as Lu ₃ (Al _lx Ga _x) ₅ O _12: Ce ^3+, Y ₃ (Al _1-x Ga _x) ₅ O _12: Ce ^3+; Eu ²⁺ -doped sulfides such as (Ca, Sr, Ba) S: Eu ²⁺ ; Eu ²⁺ doped SiONs such as (Ba, Sr, Ca) Si ₂ O ₂ N ₂ : Eu ²⁺ ; SiAlONe approximately from the system Li _x M _y Ln _z Si _{12- (m + n)} Al _{(m + n)} O _n N _16-n ; beta-SiAlONs from the system Si _6-x Al _z O _y N _8-y : RE _z ; Nitrido-orthosilicates such as AE _2-xa RE _x Eu _a SiO _4-x N _x , AE _2-xa RE _x Eu _a Si _1-y O _4-x-2y N _x where RE = rare earth metal and AE = alkaline earth metal; Orthosilicates such as (Ba, Sr, Ca, Mg) ₂ SiO ₄ : Eu ²⁺ ; Chlorosilicates such as Ca ₈ Mg (SiO ₄ ) ₄ Cl ₂ : Eu ²⁺ ; Chlorophosphates such as (Sr, Ba, Ca, Mg) ₁₀ (PO ₄ ) ₆ Cl ₂ : Eu ²⁺ ; BAM phosphors from the BaO-MgO-Al ₂ O ₃ system such as BaMgAl ₁₀ O ₁₇ : Eu ²⁺ ; Halophosphates such as M ₅ (PO ₄ ) ₃ (Cl, F) :( Eu ²⁺ , Sb ³⁺ , Mn ²⁺ ); SCAP phosphors such as (Sr, Ba, Ca) ₅ (PO ₄ ) ₃ Cl: Eu ²⁺ . As phosphors are also in the document EP 2 549 330 A1 can be used specified phosphors. With regard to the phosphors used, the disclosure of this document is incorporated by reference. In addition, so-called quantum dots can be introduced as a converter material. Quantum dots in the form of nanocrystalline materials which include a Group II-VI compound and / or a Group III-V compound and / or a Group IV-VI compound and / or metal nanocrystals are preferred herein. The phosphor mixture is particularly preferably a mixture of (Lu, Ce) ₃ (Al, Ga) ₅ O ₁₂ and (Ca, Sr, Ba, Eu) ₂ Si ₅ N ₈ .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das Konversionselement eine Vielzahl von Leuchtstoffpartikeln. Die Leuchtstoffpartikel sind beispielsweise in ein Matrixmaterial eingebettet oder auch dicht gepackt. Alternativ kann das Konversionselement eine Leuchtstoffkeramik mit einem Keramikplättchen sein. Ist ein Matrixmaterial vorhanden, so handelt es sich bei dem Matrixmaterial bevorzugt um ein Silikon, ein Silikon-Epoxid-Hybridmaterial, um ein Glas oder um eine Keramik.According to at least one embodiment, the conversion element includes a plurality of phosphor particles. The phosphor particles are embedded, for example, in a matrix material or tightly packed. Alternatively, the conversion element may be a phosphor ceramic with a ceramic plate. If a matrix material is present, the matrix material is preferably a silicone, a silicone-epoxy hybrid material, a glass or a ceramic.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Filterelement um einen Glasfilter. Das Filterelement liegt dann zum Beispiel als Glasplatte vor, die auf das Konversionselement aufgebracht ist. Alternativ können Filterpartikel aus dem Filtermaterial vorliegen, die ebenfalls in ein Matrixmaterial eingebettet sein können.In accordance with at least one embodiment, the filter element is a glass filter. The filter element is then present, for example, as a glass plate, which is applied to the conversion element. Alternatively, filter particles may be present from the filter material, which may also be embedded in a matrix material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Filterelement eine mittlere geometrische Dicke von höchstens 0,5 mm oder 0,3 mm oder 0,15 mm oder 0,1 mm auf. Mit anderen Worten ist das Filterelement dünn geformt. Eine Dicke des Filterelements kann kleiner sein als eine Dicke der Lichtquelle und/oder des Konversionselements.In accordance with at least one embodiment, the filter element has an average geometric thickness of at most 0.5 mm or 0.3 mm or 0.15 mm or 0.1 mm. In other words, the filter element is formed thin. A thickness of the filter element may be smaller than a thickness of the light source and / or the conversion element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein mittlerer Brechungsindex des Filterelements bei einer Wellenlänge von 550 nm und bei einer Temperatur von 300 K höchstens 1,7 oder 1,62 oder 1,55. Beispielsweise liegt dieser Brechungsindex des Filterelements um höchstens 0,2 oder 0,15 über oder unter einem mittleren Brechungsindex des Konversionselements. Solche vergleichsweise niedrigen Brechungsindices sind erzielbar, wenn es sich bei dem Filterelement um einen Glasfilter handelt oder wenn Filterpartikel in ein Matrixmaterial etwa aus einem Silikon eingebettet sind. Ein Brechungsindexunterschied zwischen dem Matrixmaterial und den Filterpartikeln liegt bei Raumtemperatur bevorzugt bei höchstens 0,1 oder 0,05 oder 0,02 oder 0,01.According to at least one embodiment, an average refractive index of the filter element at a wavelength of 550 nm and at a temperature of 300 K is at most 1.7 or 1.62 or 1.55. For example, this refractive index of the filter element is at most 0.2 or 0.15 above or below a mean refractive index of the conversion element. Such comparatively low refractive indices can be achieved if the filter element is a glass filter or if filter particles are embedded in a matrix material such as a silicone. A refractive index difference between the matrix material and the filter particles at room temperature is preferably at most 0.1 or 0.05 or 0.02 or 0.01.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Filterelement dem Konversionselement optisch nachgeordnet. Dies bedeutet, entlang einer Hauptabstrahlrichtung innerhalb des optoelektronischen Bauteils folgt das Filterelement dem Konversionselement vollständig oder mindestens teilweise nach. Es ist möglich, dass das Konversionselement vollständig und unmittelbar von dem Filterelement bedeckt ist. Besonders bevorzugt sind das Filterelement, das Konversionselement sowie die Lichtquelle innig miteinander verbunden, so dass sich diese Komponenten im bestimmungsgemäßen Gebrauch des optoelektronischen Bauteils nicht voneinander lösen. Ferner bevorzugt sind das Filterelement, das Konversionselement und die Lichtquelle zusammen als eine einzige Einheit handhabbar, beispielsweise mit einer Pinzette oder einer Bestückungsmaschine, englisch Pick and Place-Machine.In accordance with at least one embodiment, the filter element is optically arranged downstream of the conversion element. This means that the filter element follows the conversion element completely or at least partially along a main emission direction within the optoelectronic component. It is possible that the conversion element is complete and is covered directly by the filter element. Particularly preferably, the filter element, the conversion element and the light source are intimately connected to each other, so that these components do not separate from each other in the intended use of the optoelectronic device. Further preferably, the filter element, the conversion element and the light source can be handled together as a single unit, for example with a tweezers or pick and place machine, English pick and place machine.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich zwischen der Lichtquelle und dem Filterelement kein Zwischenraum und kein Spalt. Das bedeutet, zwischen dem Filterelement und der Lichtquelle befindet sich dann kein Bereich, der evakuiert, gasgefüllt oder mit einer Flüssigkeit ausgefüllt ist. Somit befinden sich dann zwischen der Lichtquelle und dem Filterelement lediglich Feststoffe. Alternativ ist ein Spalt zwischen dem Filterelement und der Lichtquelle, insbesondere zwischen dem Filterelement und dem Konversionselement, vorhanden.According to at least one embodiment, there is no gap and no gap between the light source and the filter element. This means that there is no area between the filter element and the light source which is evacuated, filled with gas or filled with a liquid. Thus, there are only solids between the light source and the filter element. Alternatively, there is a gap between the filter element and the light source, in particular between the filter element and the conversion element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich das Filterelement nahe an der Lichtquelle. Dies kann bedeuten, dass ein mittlerer Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Filterelement höchstens 0,2 mm oder 0,1 mm oder 0,075 mm beträgt. Alternativ kann sich das Filterelement weiter von der Lichtquelle entfernt befinden, zum Beispiel an einer Seite eines Volumenvergusses, die der Lichtquelle abgewandt ist. Ein mittlerer Abstand liegt dann bevorzugt bei höchstens 2 mm oder 1 mm und/oder bei mindestens 0,15 mm oder 0,3 mm.In accordance with at least one embodiment, the filter element is located close to the light source. This may mean that a mean distance between the light source and the filter element is at most 0.2 mm or 0.1 mm or 0.075 mm. Alternatively, the filter element may be further away from the light source, for example at one side of a volume encapsulation facing away from the light source. An average distance is then preferably at most 2 mm or 1 mm and / or at least 0.15 mm or 0.3 mm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wirkt das Filterelement nicht streuend. Hierbei ist es aber möglich, dass das Filterelement insbesondere zu einer Verbesserung einer Lichtauskoppeleffizienz oder zu einer Einstellung einer richtungsabhängigen Emission an einer Oberfläche eine Aufrauung, etwa durch Sandbestrahlung oder durch Ätzen oder durch Schleifen, aufweist.In accordance with at least one embodiment, the filter element does not act as a scatterer. In this case, however, it is possible for the filter element to have a roughening, for example by sand irradiation or by etching or by grinding, in particular for improving a light extraction efficiency or for setting a direction-dependent emission on a surface.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Filterelement weitere optisch aktive Komponenten auf. Beispielsweise sind dem Filterelement lichtstreuende Partikel etwa aus Aluminiumoxid oder Titandioxid beigesetzt.In accordance with at least one embodiment, the filter element has further optically active components. For example, the filter element light-scattering particles are about as alumina or titanium dioxide buried.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Filterelement auf die Lichtquelle und/oder das Konversionselement aufgeklebt. Alternativ kann das Filterelement durch eine Schichtabscheidetechnik wie Drucken oder Aufsprühen erzeugt sein. Zu einem Schutz des Filterelements ist es möglich, dass das Filterelement vollständig von einem weiteren Material, etwa einem Kleber oder einer Glasschicht, umgeben ist.In accordance with at least one embodiment, the filter element is adhesively bonded to the light source and / or the conversion element. Alternatively, the filter element may be formed by a layer deposition technique such as printing or spraying. For protection of the filter element, it is possible that the filter element is completely surrounded by another material, such as an adhesive or a glass layer.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert das optoelektronische Bauteil im bestimmungsgemäßen Gebrauch weißes Licht. Weißes Licht kann bedeuten, dass ein Farbort der emittierten Mischstrahlung einen Abstand zur Schwarzkörperkurve in der CIE-Normfarbtafel von höchstens 0,05 oder 0,03 Einheiten aufweist. Eine korrelierte Farbtemperatur des weißen Mischlichts liegt bevorzugt bei mindestens 2500 K oder 2800 K und/oder bei höchstens 5000 K oder 4500 K oder 4000 K, beispielsweise zwischen einschließlich 2500 K und 4000 K, insbesondere um 3000 K. Mit anderen Worten kann es sich bei dem weißen Licht um warmweißes Licht handeln.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic component emits white light when used as intended. White light may mean that a color location of the emitted mixed radiation is at a distance of at most 0.05 or 0.03 units from the blackbody curve in the CIE standard color chart. A correlated color temperature of the white mixed light is preferably at least 2500 K or 2800 K and / or at most 5000 K or 4500 K or 4000 K, for example between 2500 K and 4000 K, in particular 3000 K. In other words, it may be act on the white light to warm white light.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das hier beschriebene optoelektronische Bauteil zur Beleuchtung von Geschäftsräumen und/oder Warenauslagen, in Displays oder in der Allgemeinbeleuchtung eingesetzt.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic component described here is used for illuminating business premises and / or goods displays, in displays or in general lighting.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauteil mehr als eine Lichtquelle auf. Insbesondere beinhaltet das Bauteil mehrere Leuchtdiodenchips. Diese Leuchtdiodenchips können die gleiche Emissionscharakteristik aufweisen oder auch in unterschiedlichen Farben emittieren. Das Filterelement kann allen Leuchtdiodenchips gemeinsam nachgeordnet sein oder es können Gruppen von Leuchtdiodenchips einem einzigen Filterelement zugeordnet sein oder auch jedem Filterelement ist eineindeutig genau ein Leuchtdiodenchip zugeordnet.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic component has more than one light source. In particular, the component contains a plurality of light-emitting diode chips. These LED chips can have the same emission characteristics or emit in different colors. The filter element can be arranged downstream of all the LED chips or groups of light-emitting diode chips can be assigned to a single filter element or even each filter element is uniquely associated with exactly one LED chip.

Abweichend von den obigen Ausführungsformen ist es alternativ möglich, dass die Primärstrahlung vollständig von dem Konversionselement in eine Sekundärstrahlung umgewandelt wird. Zu einer Farbortstabilisierung ist es in diesem Fall möglich, dass sich das Filterelement zwischen der Lichtquelle und dem Konversionselement befindet.Notwithstanding the above embodiments, it is alternatively possible that the primary radiation is completely converted by the conversion element into a secondary radiation. For a color locus stabilization, it is possible in this case that the filter element is located between the light source and the conversion element.

Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben. Insbesondere wird ein Bauteil hergestellt, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für das Bauteil offenbart und umgekehrt. In addition, a method for producing an optoelectronic component is specified. In particular, a component is produced as indicated in connection with one or more of the above-mentioned embodiments. Features of the method are therefore also disclosed for the component and vice versa.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zumindest die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:

A) Bereitstellen der Lichtquelle,
B) Aufbringen des Konversionselements auf die Lichtquelle,
C) Ermitteln des Farborts der Mischstrahlung, und
D) Aufbringen des Filterelements auf die Konversionsschicht.

In at least one embodiment, the method comprises at least the following steps, preferably in the order given:

A) providing the light source,
B) applying the conversion element to the light source,
C) determining the color location of the mixed radiation, and
D) applying the filter element to the conversion layer.

Das Aufbringen des Filterelements erfolgt beispielsweise durch ein Auflegen eines Filterplättchens. Alternativ kann das Filterelement durch ein Abscheideverfahren wie ein Aufsprühen oder ein Aufdrucken aufgebracht werden. Es ist möglich, dass das Filterelement aufgeklebt wird. The application of the filter element takes place, for example, by placing a filter plate. Alternatively, the filter element may be applied by a deposition method such as spraying or printing. It is possible that the filter element is glued on.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von optoelektronischen Bauteilen im Waferverbund hergestellt. Hierbei befinden sich die Lichtquellen, insbesondere die blaues Licht emittierenden Leuchtdioden, noch auf einem Wafer, beispielsweise auf einem Wachstumssubstrat oder auf einem Zwischenträger. Eine Halbleiterschichtenfolge kann bereits in die einzelnen Lichtquellen vereinzelt sein. Ferner sind bevorzugt Passivierungsschichten sowie elektrische Kontaktschichten vorhanden. Alternativ erfolgt die Herstellung mittels eines Kunstwafers, der von einem Wachstumssubstrat verschieden ist und auf dem die Lichtquellen hinsichtlich ihrer spektralen Eigenschaften bereits vorsortiert sind, oder mittels eines sogenannten Rolle-zu-Rolle-Verfahren.In accordance with at least one embodiment, a multiplicity of optoelectronic components are produced in the wafer composite. In this case, the light sources, in particular the blue light-emitting LEDs, are still on a wafer, for example on a growth substrate or on an intermediate carrier. A semiconductor layer sequence can already be singulated into the individual light sources. Furthermore, passivation layers and electrical contact layers are preferably present. Alternatively, the production takes place by means of an artificial wafer, which is different from a growth substrate and on which the light sources are already presorted with regard to their spectral properties, or by means of a so-called roll-to-roll process.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Farbort der Mischstrahlung dadurch ermittelt, dass die Lichtquellen kurzzeitig elektrisch betrieben werden, nachdem das Konversionselement aufgebracht wurde. Das beim Betrieb der Lichtquellen erzeugte Mischlicht wird detektiert und der Farbort der Mischstrahlung wird bestimmt. Alternativ kann das Konversionselement über Fotolumineszenz angeregt werden, wobei ebenfalls die emittierte Strahlung detektiert wird. Über die detektierte Fotolumineszenzstrahlung ist der Farbort der Mischstrahlung extrapolierbar oder bestimmbar. In accordance with at least one embodiment, the color location of the mixed radiation is determined by virtue of the fact that the light sources are briefly electrically operated after the conversion element has been applied. The mixed light generated during operation of the light sources is detected and the color location of the mixed radiation is determined. Alternatively, the conversion element can be excited by photoluminescence, whereby the emitted radiation is also detected. The color location of the mixed radiation can be extrapolated or determined via the detected photoluminescence radiation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Filterelementen bereitgestellt, die eine gleiche Materialzusammensetzung aufweisen, die aber unterschiedliche geometrische Dicken und damit ein unterschiedliches Strahlungsrückhaltevermögen aufzeigen. Beispielsweise handelt es sich bei den Filterelementen um Glasfilter, die unterschiedliche Dicken aufweisen. Eine Dickenstaffelung beträgt beispielsweise 0,05 mm oder 0,1 mm oder 0,15 mm. Alternativ oder zusätzlich können mehrere verschiedene Filterelemente, also Filter unterschiedlicher Materialzusammensetzung, bereitgestellt werden, in gleichen oder in voneinander verschiedenen Dicken. Dabei können unterschiedliche Filtermaterialien einzeln oder in Kombination oder auch in unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen. In accordance with at least one embodiment, a plurality of filter elements are provided, which have the same material composition, but which exhibit different geometric thicknesses and thus a different radiation retention capacity. For example, the filter elements are glass filters having different thicknesses. A thickness graduation is for example 0.05 mm or 0.1 mm or 0.15 mm. Alternatively or additionally, a plurality of different filter elements, ie filters of different material composition, can be provided, in the same or different thicknesses. Different filter materials may be present individually or in combination or in different concentrations.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird aus der Vielzahl der bereitgestellten Filterelemente ein passendes Filterelement ermittelt und anschließend auf das entsprechende Konversionselement aufgebracht, sodass das Bauteil insgesamt Strahlung mit dem gewünschten Farbort emittiert. In accordance with at least one embodiment, a suitable filter element is determined from the plurality of provided filter elements and subsequently applied to the corresponding conversion element, so that the component as a whole emits radiation having the desired color location.

Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.Hereinafter, an optoelectronic device described here will be explained in more detail with reference to the drawings based on embodiments. The same reference numerals indicate the same elements in the individual figures. However, there are no scale relationships shown, but individual elements can be shown exaggerated for better understanding.

Es zeigen:Show it:

1 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Bauteilen, 1 schematic sectional views of exemplary embodiments of optoelectronic components described here,

2 schematische Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten eine hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von hier beschriebenen optoelektronischen Bauteilen, und 2 schematic sectional views of process steps a method described herein for the production of optoelectronic devices described herein, and

3 bis 9 schematische Darstellungen von spektralen Eigenschaften von hier beschriebenen optoelektronischen Bauteilen. 3 to 9 schematic representations of spectral properties of optoelectronic devices described here.

In 1 sind verschiedene Ausführungsbeispiele des optoelektronischen Bauteils 1 gezeigt. Gemäß 1A ist die Lichtquelle 3 ein Leuchtdiodenchip, der auf einen Träger 2 aufgebracht ist. Unmittelbar über dem Leuchtdiodenchip 3 befindet sich das Konversionselement 4, auf dem direkt das Filterelement 5 aufgebracht ist. Direkt aufgebracht schließt nicht aus, dass sich ein Verbindungsmittel wie ein Klebstoff zwischen den jeweiligen Komponenten befindet. Optional sind die Lichtquelle 3, das Filterelement 5 sowie das Konversionselement 4 lateral von einem Reflektorverguss 6 umgeben.In 1 are different embodiments of the optoelectronic device 1 shown. According to 1A is the light source 3 a light-emitting diode chip placed on a support 2 is applied. Immediately above the LED chip 3 is the conversion element 4 on which directly the filter element 5 is applied. Applied directly does not exclude that a bonding agent such as an adhesive is between the respective components. Optional are the light source 3 , the filter element 5 as well as the conversion element 4 lateral of a reflector potting 6 surround.

Beim Ausführungsbeispiel, wie in 1B gezeigt, weist das Filterelement 5 eine variierende Dicke auf und ist konvex geformt. Über einer Mitte der Lichtquelle 3 weist das Filterelement 5 eine größere Dicke auf als an einem Rand.In the embodiment, as in 1B shown, the filter element 5 a varying thickness and is convex. Above a center of the light source 3 has the filter element 5 a greater thickness than at one edge.

In 1C ist zu sehen, dass sich das Filterelement 5 nicht auf die gesamte Lichtquelle 3 erstreckt. An einem Rand ist somit die Lichtquelle 3 frei von dem Filterelement 5, in Draufsicht gesehen. Hierdurch ist, in Abhängigkeit von einem Emissionswinkel, eine homogenere Abstrahlung hinsichtlich des Farborts erzielbar.In 1C you can see that the filter element 5 not on the entire light source 3 extends. At one edge is thus the light source 3 free from the filter element 5 , seen in top view. As a result, as a function of an emission angle, a more homogeneous emission with regard to the color locus can be achieved.

Beim Ausführungsbeispiel, wie in 1D gezeigt, sind das Konversionselement 4 sowie das Filterelement 5 kappenartig in einer Schicht mit einer konstanten Dicke rings um die Lichtquelle 3 herum geformt.In the embodiment, as in 1D shown are the conversion element 4 as well as the filter element 5 cap-like in a layer of constant thickness around the light source 3 shaped around.

Gemäß 1E ist das Filterelement 5 als Glasplättchen auf das Konversionselement 4 aufgebracht. Das Konversionselement 4 ist beispielsweise als Volumenverguss um die Lichtquelle 3 herum gestaltet und befindet sich in einer Ausnehmung des Trägers 2. Abweichend von 1E ist es möglich, dass die Ausnehmung in dem Träger 2 passgenau für das Filterelement 5 gestaltet ist und dass sich dann das Filterelement 5 innerhalb der Ausnehmung befindet.According to 1E is the filter element 5 as a glass plate on the conversion element 4 applied. The conversion element 4 is for example, as Volumenverguss to the light source 3 designed around and is located in a recess of the wearer 2 , Deviating from 1E It is possible that the recess in the carrier 2 perfect fit for the filter element 5 is designed and that then the filter element 5 located within the recess.

In 1F ist dargestellt, dass das Konversionselement 4 den Halbleiterchip 3 kappenartig umgibt, wodurch das Filterelement 4 als dünne, gleichmäßig dicke Schicht geformt ist. Das Filterelement 5 ist als Volumenverguss ausgebildet. Beispielsweise befinden sich Glaspartikel eines Filtermaterials in einer Matrix etwa aus einem Silikon oder einem Glas. Dabei weist das Matrixmaterial und die Filterpartikel den gleichen oder ähnliche Brechungsindices auf, so dass das Filterelement 5, wie bevorzugt auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, klarsichtig ist und nicht streuend wirkt.In 1F is shown that the conversion element 4 the semiconductor chip 3 cap-like surrounds, whereby the filter element 4 is formed as a thin, uniformly thick layer. The filter element 5 is designed as Volumenverguss. For example, glass particles of a filter material in a matrix are approximately made of a silicone or a glass. In this case, the matrix material and the filter particles to the same or similar refractive indices, so that the filter element 5 , as preferred in all other embodiments, is clear and does not have a scattering effect.

Im Ausführungsbeispiel der 1G sind das Konversionselement 4 und das Filterelement 5 zu einem einzigen Element zusammengefasst. Beispielsweise sind Leuchtstoffpartikel und gleichzeitig Filterpartikel in einem Matrixmaterial untergebracht.In the embodiment of 1G are the conversion element 4 and the filter element 5 combined into a single element. For example, phosphor particles and at the same time filter particles are accommodated in a matrix material.

Im Ausführungsbeispiel der 1H sind ein erster Klarverguss 7a um die Lichtquelle 3, das Konversionselement 4 und das Filterelement 5 vorhanden. Ferner ist optional ein zweiter Klarverguss 7b aufgebracht, der linsenförmig gestaltet sein kann. Entsprechende Klarvergüsse 7a und/oder 7b können auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein, ebenso wie optische Elemente wie Linsen. Abweichend von 1H ist es möglich, dass sich das Filterelement zwischen den beiden Klarvergüssen 7a, 7b befindet.In the embodiment of 1H are a first clear encapsulation 7a around the light source 3 , the conversion element 4 and the filter element 5 available. Further optional is a second clear potting 7b applied, which can be designed lens-shaped. Corresponding clear encapsulations 7a and or 7b may also be present in all other embodiments, as well as optical elements such as lenses. Deviating from 1H it is possible that the filter element between the two clear seals 7a . 7b located.

Bevorzugt ist das Filterelement 5 jeweils klarsichtig und damit nicht streuend gestaltet. Alternativ ist es möglich, dass das Filterelement 5 zusätzlich Lichtstreupartikel oder Diffusoren aufweist. Ebenfalls abweichend von der Darstellung kann das Filterelement 5 an einer der Lichtquelle 3 abgewandten Seite mit einer Strukturierung, etwa zu einer Verbesserung einer Lichtauskoppeleffizienz, versehen sein.The filter element is preferred 5 each made clear and therefore not scattering. Alternatively, it is possible that the filter element 5 additionally has light scattering particles or diffusers. Also deviating from the illustration, the filter element 5 at one of the light source 3 Be provided with a structuring, such as to improve a Lichtauskoppeleffizienz, away.

In 2 sind schematisch Verfahrensschritte zur Herstellung von Ausführungsbeispielen von optoelektronischen Bauteilen 1 gezeigt. Gemäß 2A wird auf der Lichtquelle 3, bei denen es sich bevorzugt um blaues Licht emittierende Leuchtdioden handelt, jeweils ein Konversionselement 4 aufgebracht. Das Aufbringen der Konversionselemente 4 auf der Lichtquelle 3 erfolgt bevorzugt im Waferverbund, sodass mehrere der Lichtquellen 3 auf dem Träger 2 angebracht sind. Anschließend werden die Lichtquellen 3 betrieben oder es werden die Konversionselemente 4 zur Fotolumineszenz angeregt, sodass eine Mischstrahlung M' erzeugt wird. In diesem Verfahrensschritt sind die Filterelemente 5 noch nicht vorhanden. In 2 are schematic method steps for the production of embodiments of optoelectronic components 1 shown. According to 2A gets on the light source 3 , which are preferably light emitting diodes emitting blue light, in each case one conversion element 4 applied. The application of the conversion elements 4 on the light source 3 is preferably in the wafer composite, so that several of the light sources 3 on the carrier 2 are attached. Subsequently, the light sources 3 operated or it will be the conversion elements 4 excited to photoluminescence, so that a mixed radiation M 'is generated. In this process step, the filter elements 5 not available yet.

Anhand der Messung der Mischstrahlung M' wird bestimmt, welche Art von Filterelement 5 auf die Konversionselemente 4 aufzubringen ist, um den gewünschten Farbort der Mischstrahlung M zu erzielen. Insbesondere unterscheiden sich die verschiedenen Filterelemente 5 hinsichtlich ihrer Dicke und/oder ihrer Materialzusammensetzung, wie in 2B illustriert. Based on the measurement of the mixed radiation M 'is determined, which type of filter element 5 on the conversion elements 4 is applied in order to achieve the desired color location of the mixed radiation M. In particular, the different filter elements differ 5 in terms of their thickness and / or their material composition, as in 2 B illustrated.

In 3 sind die spektralen Eigenschaften eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauteils 1 gezeigt. In 3A ist ein Spektrum der Mischstrahlung M des Bauteils 1 gezeigt. Ebenso gezeigt ist das Emissionsspektrum M' eines Bauteils 9 ohne das Filterelement. In 3B ist die entsprechende Farbortverschiebung der Mischstrahlung illustriert. Schließlich sind in 3C die fotometrischen Daten zusammengefasst, wobei die Werte für das Bauteil 1 mit Filterelement relativ zu den Werten des Bauteils 9 ohne Filterelement angegeben sind. Angegeben sind dabei jeweils die Farbortkoordinaten CIE x und CIE y sowie die Lichtleistung Phie in Watt und der Lichtstrom Phiv in Lumen. Weiterhin sind die Farbwiedergabeindizes Ra8, auch als CRI oder Ra bezeichnet, und R9 angegeben. In 3 are the spectral properties of an embodiment of an optoelectronic device 1 shown. In 3A is a spectrum of the mixed radiation M of the component 1 shown. Also shown is the emission spectrum M 'of a component 9 without the filter element. In 3B the corresponding color locus shift of the mixed radiation is illustrated. Finally, in 3C summarized the photometric data, with the values for the component 1 with filter element relative to the values of the component 9 are specified without filter element. The color coordinates CIE x and CIE y as well as the light power phie in watts and the luminous flux phiv in lumens are indicated in each case. Further, the color rendering indexes Ra8, also referred to as CRI or Ra, and R9 are given.

Das Referenzbauteil 9 ohne Filterelement umfasst eine blaues Licht emittierende Leuchtdiode mit einer Dominanzwellenlänge von 445 nm. Das Bauteil 9 emittiert weißes Licht mit einer Farbtemperatur von 3000 K und einem Farbwiedergabeindex Ra von 81. Als Leuchtstoff wird eine Mischung aus einem Cer-dotierten (Y, Lu)₃(Al, Ga)₅O₁₂ und einem Europium-dotierten Nitrid verwendet. The reference component 9 without filter element comprises a blue light emitting diode with a dominant wavelength of 445 nm. The component 9 emits white light with a color temperature of 3000 K and a color rendering index Ra of 81. The phosphor used is a mixture of a cerium-doped (Y, Lu) ₃ (Al, Ga) ₅ O ₁₂ and a europium-doped nitride.

Beim Bauteil 1, das im Übrigen dem Referenzbauteil 9 entspricht, wird als Filterelement ein Glasfilter der Firma Schott, Typ BG20, verwendet. Das Filterelement 5 wurde dabei von einer ursprünglichen Dicke von 2 mm gedünnt auf eine Dicke von nur 0,45 mm. Die resultierenden fotometrischen Veränderungen sind der 3C, untere Zeile, zu entnehmen. For the component 1 , incidentally, the reference component 9 corresponds, is used as a filter element, a glass filter from Schott, type BG20. The filter element 5 was thinned from an original thickness of 2 mm to a thickness of only 0.45 mm. The resulting photometric changes are the 3C , bottom line.

Aus 3A ist zu sehen, dass durch das Filterelement 5 das Intensitätsmaximum Imax einer Primärstrahlung P nicht oder nicht signifikant beeinflusst ist. Im Wesentlichen verändert sich nur die Sekundärstrahlung S, in einem kurzwelligen Anteil B, der bei kürzeren Wellenlängen liegt als das Intensitätsmaximum Isek des Bauteils 9 ohne Filterelement. Durch das Filterelement 5 sind kleinere Abweichungen von der Mischstrahlung des Bauteils 9 ohne Filterelement in weiteren Spektralbereichen gegeben, diese kleineren Abweichungen beeinflussen jedoch die fotometrischen Eigenschaften der resultierenden Mischstrahlung M nicht oder nicht signifikant. Daher wird auf diese weiteren, kleineren Abweichungen im Folgenden nicht näher eingegangen. Out 3A can be seen that through the filter element 5 the intensity maximum Imax of a primary radiation P is not or not significantly influenced. In essence, only the secondary radiation S changes in a short-wave component B, which is at shorter wavelengths than the intensity maximum Isek of the component 9 without filter element. Through the filter element 5 are minor deviations from the mixed radiation of the component 9 given without filter element in other spectral ranges, however, these smaller deviations influence the photometric properties of the resulting Mixed radiation M not or not significantly. Therefore, these further, smaller deviations will not be discussed in more detail below.

Eine mittlere Filterwellenlänge Lfil des Filterelements 5 liegt bei zirka 580 nm und damit zirka 20 nm unterhalb des Intensitätsmaximums Isek des Bauteils 9 ohne Filterelement. Die Mischstrahlung M weist im Bereich dieser Filterbande des Filterelements 5 ein relatives Intensitätsminimum auf, das bei größeren Wellenlängen liegt als das Minimum Imin zwischen der Primärstrahlung P und der Sekundärstrahlung S. Dies gilt bevorzugt auch für alle anderen Ausführungsbeispiele. An average filter wavelength Lfil of the filter element 5 is about 580 nm and thus about 20 nm below the intensity maximum Isek of the component 9 without filter element. The mixed radiation M has in the region of this filter band of the filter element 5 a relative intensity minimum, which is at larger wavelengths than the minimum Imin between the primary radiation P and the secondary radiation S. This is preferably true for all other embodiments.

Durch das Filterelement 5 werden der Mischstrahlung M des Bauteils 1 keine zusätzlichen, spektralen Komponenten hinzugefügt. Das Filterelement wirkt also in dem relevanten Spektralbereich nicht als Leuchtstoff. Ferner sind, siehe 3C, der Farbwiedergabeindex Ra als auch der Farbwiedergabeindex R9 aufgrund des Filterelements deutlich erhöht. Through the filter element 5 become the mixed radiation M of the component 1 no additional spectral components added. The filter element thus does not act as a phosphor in the relevant spectral range. Further, see 3C , the color rendering index Ra as well as the color rendering index R9 significantly increased due to the filter element.

In 4 ist eine der 3 entsprechende Darstellung zu sehen. Als Filterelement 5 wird hierbei ein Glasfilter der Firma Schott, Typ BG20, verwendet, der von der ursprünglichen Dicke von 2 mm auf 0,22 mm gedünnt wurde. Das durch das Filterelement 5 verursachte, relative Intensitätsminimum der Sekundärstrahlung S liegt bei zirka 590 nm. Eine Intensität in diesem Intensitätsminimum liegt, mit einer Toleranz von 20 Prozentpunkten, je bei 60 % der Intensitäten im Intensitätsmaximum Imax der Primärstrahlung P und der von dem Filterelement unbeeinflussten Intensität im Intensitätsmaximum Isek der Sekundärstrahlung S, wie dies bevorzugt auch in allen anderen Ausführungsbeispielen gilt. Durch ein solches Filterelement ist der Farbwiedergabeindex R9 erheblich steigerbar, bei nur moderaten Verlusten in der Lichtintensität. In 4 is one of the 3 see corresponding representation. As a filter element 5 Here, a glass filter from Schott, type BG20, is used, which was thinned from the original thickness of 2 mm to 0.22 mm. That through the filter element 5 An intensity in this intensity minimum lies, with a tolerance of 20 percentage points, each at 60% of the intensities in the intensity maximum Imax of the primary radiation P and the intensity uninfluenced by the filter element in the intensity maximum Isek of Secondary radiation S, as is preferably the case in all other embodiments. By means of such a filter element, the color rendering index R9 can be increased considerably, with only moderate losses in light intensity.

Bei den Ausführungsbeispielen der 5 bis 8 handelt es sich um Simulationen. Beim Ausführungsbeispiel der 5 wurde das gleiche Filterelement, Typ BG20, verwendet, wie im Zusammenhang mit 4, allerdings wurde eine Leuchtdiode mit einer Dominanzwellenlänge von 448 nm eingesetzt. Hierdurch ist eine höhere Intensität des abgestrahlten Mischlichts erzielbar. Alternativ zu einem Filter des Typs BG20 kann auch ein Filter der Firma Schott, Typ BG36, verwendet werden. In the embodiments of the 5 to 8th these are simulations. In the embodiment of 5 the same filter element, type BG20, was used as related to 4 , however, a light emitting diode with a dominant wavelength of 448 nm was used. As a result, a higher intensity of the radiated mixed light can be achieved. Alternatively to a filter of the type BG20 a filter of the company Schott, type BG36, can be used.

Beim Ausführungsbeispiel der 6 wurde ein Filter der Firma Hoya, Typ V10, verwendet. Die Dominanzwellenlänge der Primärstrahlung liegt bei 448 nm. Durch einen solchen Filter ist ein guter Kompromiss aus Gewinn an Farbwiedergabeindex und Leistungsverlust erzielbar. Die ursprüngliche Dicke des kommerziell erhältlichen Filters 5‘ liegt bei 2,5 mm, verwendet wurde für 6 eine Filterdicke von 0,35 mm.In the embodiment of 6 a filter from Hoya, type V10 was used. The dominant wavelength of the primary radiation is 448 nm. By such a filter, a good compromise of gain in color rendering index and power loss can be achieved. The original thickness of the commercially available filter 5 ' is 2.5 mm, was used for 6 a filter thickness of 0.35 mm.

Beim Ausführungsbeispiel der 7 wurde ein Interferenzbandpassfilter verwendet, Firma Thorlabs, Typ NF561-18. Durch einen solchen Filter wird ein Spektralbereich mit einer Breite von zirka 15 nm nahezu vollständig aus der Mischstrahlung M herausgeschnitten. In the embodiment of 7 an interference bandpass filter was used, Thorlabs, type NF561-18. By means of such a filter, a spectral range with a width of approximately 15 nm is cut out almost completely from the mixed radiation M.

Gemäß 8 wird ein Bandpassfilter verwendet, ähnlich dem Filter aus 7. Jedoch wird ein Spektralband nicht vollständig herausgeschnitten, sondern nur zum Teil. Das Minimum in dem Filterband liegt daher in einem Bereich hinsichtlich der Intensität zwischen dem Intensitätsminimum Imin und dem zweifachen der Intensität in diesem Intensitätsminimum Imin. Mit einem solchen Filter ist eine Verringerung der Lichtleistung verkleinerbar. According to 8th a bandpass filter is used, similar to the filter 7 , However, a spectral band is not completely cut out, but only partially. The minimum in the filter band is therefore in a range with respect to the intensity between the intensity minimum Imin and twice the intensity in this intensity minimum Imin. With such a filter, a reduction in the light output can be reduced.

In 9 ist ein Spektrum der Mischstrahlung M‘ vor Durchgang durch einen Filter gezeigt, welches auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorliegen kann. Anders als die Spektren der 3 bis 8 weist die Sekundärstrahlung S‘ der 9 bereits vor Durchgang durch den nicht gezeichneten Filter mehrere Maxima auf. Eine solche Sekundärstrahlung S‘ ist beispielsweise durch die Verwendung mehrerer verschiedener, spektral schmalbandig emittierender Leuchtstoffe, insbesondere Quantenpunkten, erzielbar. Bei einer solchen Sekundärstrahlung S‘ mit mehreren Maxima kann als Bezugsgröße Isek, abweichend von den 3 bis 8, ein arithmetischer Mittelwert aller Maxima herangezogen werden. Alternativ kann als Bezugsgröße Isek ein Mittelwert der Sekundärstrahlung S‘ herangezogen werden, wobei links und rechts von dem Mittelwert dann gleich große Flächen des Spektrums der Sekundärstrahlung S‘ liegen und wobei nur Spektralanteile mit einer Intensität von mindestens 5 % einer maximalen Intensität der Sekundärstrahlung S‘ berücksichtigt werden.In 9 is shown a spectrum of the mixed radiation M 'before passing through a filter, which may be present in all other embodiments. Unlike the spectra of 3 to 8th has the secondary radiation S 'of 9 already before passing through the filter not shown on several maxima. Such a secondary radiation S 'can be achieved, for example, by the use of a plurality of different spectrally narrow-band emitting phosphors, in particular quantum dots. In such a secondary radiation S 'with multiple maxima can Isek as a reference, different from the 3 to 8th , an arithmetic mean of all maxima are used. Alternatively, a mean value of the secondary radiation S 'can be used as a reference variable Isek, with equal areas of the spectrum of the secondary radiation S' lying on the left and right of the mean and only spectral components having an intensity of at least 5% of a maximum intensity of the secondary radiation S '. be taken into account.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention described here is not limited by the description based on the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: optoelektronisches Bauteil opto-electronic component
22: Träger carrier
33: Lichtquelle / LED Light source / LED
44: Konversionselement conversion element
55: Filterelement filter element
6 6: Reflektorverguss Reflektorverguss
77: Klarverguss Klarverguss
99: Bauteil ohne Filterelement Component without filter element
BB: kurzwelliger Anteil der Sekundärstrahlung short-wave component of the secondary radiation
BfilBfil: Wellenlänge der Hauptfilterbande des Filterelements Wavelength of the main filter band of the filter element
II: Intensität in willkürlichen Einheiten (a.u.) Intensity in arbitrary units (a.u.)
ImaxImax: Intensitätsmaximuswellenlänge der Primärstrahlung Intensity maximum wavelength of the primary radiation
IminImin: Intensitätsminimumswellenlänge der Mischstrahlung Minimum intensity wave length of the mixed radiation
Isekisek: Intensitätsmaximumswellenlänge der Sekundärstrahlung Intensity maximum wavelength of the secondary radiation
λλ: Wellenlänge in nm Wavelength in nm
LfilLfil: mittlere Filterwellenlänge des Filterelements average filter wavelength of the filter element
MM: Mischstrahlung mixed radiation
PP: Primärstrahlung primary radiation
SS: Sekundärstrahlung secondary radiation
TT: Transmission des Filterelements Transmission of the filter element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2013/0155647 A1 [0028] US 2013/0155647 A1 [0028]
EP 2549330 A1 [0032] EP 2549330 A1 [0032]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Druckschrift CIE Technical Report-Method of Measuring and Specifying Colour Rendering Properties of Light Sources aus dem Jahr 1995, ISBN 3 900 734 57 7 [0009] Publication CIE Technical Report Method of Measuring and Specifying Color Rendering Properties of Light Sources 1995, ISBN 3 900 734 57 7 [0009]

Claims

Optoelektronisches Bauteil (1) mit – mindestens einer Lichtquelle (3) zur Erzeugung einer Primärstrahlung (P), – einem Konversionselement (4), durch das ein Teil der Primärstrahlung (S) in eine langwelligere Sekundärstrahlung (S) umgewandelt wird, sodass das Bauteil (1) im Betrieb eine Mischstrahlung (M) emittiert, die aus der Primärstrahlung (P) und der Sekundärstrahlung (S) besteht, und – einem Filterelement (5), das einen kurzwelligen Anteil (B) der Sekundärstrahlung (P) am Verlassen des Bauteils (1) hindert, wobei durch das Filterelement (5) eine CIE-y-Koordinate eines Farborts der Mischstrahlung (M) verkleinert und eine CIE-z-Koordinate vergrößert ist, sodass die Farbwiedergabeindices Ra und R9 der Mischstrahlung (M) aufgrund des Filterelements (5) erhöht sind.Optoelectronic component ( 1 ) with - at least one light source ( 3 ) for generating a primary radiation (P), - a conversion element ( 4 ), by which a part of the primary radiation (S) is converted into a longer-wavelength secondary radiation (S), so that the component ( 1 ) emits in operation a mixed radiation (M) consisting of the primary radiation (P) and the secondary radiation (S), and - a filter element ( 5 ), which has a short-wave component (B) of the secondary radiation (P) at the exit from the component ( 1 ), whereby through the filter element ( 5 ) a CIE-y coordinate of a color location of the mixed radiation (M) is reduced and a CIE z coordinate is increased, so that the color rendering indices Ra and R9 of the mixed radiation (M) due to the filter element ( 5 ) are increased.

Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem – durch das Filterelement (5) ein Farbkontrastindex der Mischstrahlung (M) erhöht ist, – das Filterelement (5) dem Konversionselement (4) optisch nachgeordnet ist, – die Lichtquelle (3) eine blaues Licht emittierende AlInGaN-Leuchtdiode ist und die Primärstrahlung (P) eine Intensitätsmaximuswellenlänge Imax zwischen einschließlich 420 nm und 470 nm aufweist, – die Lage der Intensitätsmaximuswellenlänge Imax durch das Filterelement (5) um höchstens 3 nm verändert ist, – die Sekundärstrahlung (S) vor Durchlaufen des Filterelements (5) genau ein Intensitätsmaximum Isek aufweist, das zwischen einschließlich 590 nm und 615 nm liegt, – die Sekundärstrahlung (S) vor Durchlaufen des Filterelements (5) eine spektrale Halbwertbreite zwischen einschließlich 120 nm und 200 nm aufweist, – die Mischstrahlung (M) ein Intensitätsminimum Imin zwischen einschließlich 455 nm und 490 nm aufweist, und – durch das Filterelement (5) im Spektrum der Sekundärstrahlung (S) ein Nebenintensitätsmaximum Nsek entsteht, das sich zwischen dem Intensitätsminimum Imin und dem Intensitätsmaximum Isek befindet.Optoelectronic component ( 1 ) according to the preceding claim, in which - by the filter element ( 5 ) a color contrast index of the mixed radiation (M) is increased, - the filter element ( 5 ) the conversion element ( 4 ) is optically subordinate, - the light source ( 3 ) is a blue light-emitting AlInGaN light emitting diode and the primary radiation (P) has an intensity maximum wavelength Imax between 420 nm and 470 nm inclusive, - the position of the intensity maximum wavelength Imax through the filter element ( 5 ) is changed by at most 3 nm, - the secondary radiation (S) before passing through the filter element ( 5 ) has exactly one intensity maximum Isek, which is between 590 nm and 615 nm inclusive, - the secondary radiation (S) before passing through the filter element ( 5 ) has a spectral half-width between 120 nm and 200 nm inclusive, - the mixed radiation (M) has an intensity minimum imine between 455 nm and 490 nm inclusive, and - through the filter element ( 5 ) In the spectrum of the secondary radiation (S), a secondary intensity maximum Nsek arises, which is located between the intensity minimum Imin and the intensity maximum Isek.

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Filterelement (5) ein Bandpassfilter ist, dessen Filterbande oder dessen Hauptfilterbande eine mittlere Filterwellenlänge Lfil zwischen einschließlich 560 nm und 610 nm aufweist, wobei gilt:

Imin + 0,5(Isek-Imin) ≤ Lfil ≤ Isek – 0,1(Isek-Imin).

Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the filter element ( 5 ) is a bandpass filter whose filter band or its main filter band has a mean filter wavelength Lfil of between 560 nm and 610 nm inclusive, where:

Imine + 0.5 (Isek-Imine) ≦ Lfil ≦ Isek-0.1 (Isek-Imine).

Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem für eine Halbwertbreite Bfil der Filterbande oder der Hauptfilterbande gilt:

0,05(Isek-Imin) ≤ Bfil ≤ 0,3(Isek-Imin),

wobei das Nebenintensitätsmaximum Nsek mindestens 60 % und höchstens 90 % der Intensität der Sekundärstrahlung (S) in dem Intensitätsmaximum Isek aufzeigt.Optoelectronic component ( 1 ) according to the preceding claim, in which for a half-value width Bfil the filter band or the main filter band applies:

0.05 (issec-imine) ≦ Bfil ≦ 0.3 (issec-imine),

wherein the sub-intensity maximum Nsek indicates at least 60% and at most 90% of the intensity of the secondary radiation (S) in the intensity maximum Isek.

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem durch das Filterelement (5) ein Farbkontrastindex der Mischstrahlung (M) erhöht ist.Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the filter element ( 5 ) a color contrast index of the mixed radiation (M) is increased.

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – die Sekundärstrahlung (S) vor Durchlaufen des Filterelements (5) im Intensitätsmaximum Isek um mindestens einen Faktor 1,5 und um höchstens einen Faktor 2,5 intensiver ist als die Primärstrahlung (P) bei der Intensitätsmaximuswellenlänge Imax, – das Bauteil (1) weißes Licht emittiert mit einer korrelierten Farbtemperatur zwischen einschließlich 2500 K und 4500 K, – sich durch das Filterelement (5) die CIE-x-Koordinate und die CIE-y-Koordinate der Mischstrahlung (M) je um mindestens 0,005 und um höchstens 0,03 verringern, und – durch das Filterelement (5) im Spektralbereich zwischen 400 nm und 750 nm der Mischstrahlung (M) keine Spektralkomponenten hinzugefügt werden.Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which - the secondary radiation (S) before passing through the filter element ( 5 ) in the intensity maximum Isek is at least a factor of 1.5 and at most a factor of 2.5 more intense than the primary radiation (P) at the intensity maximum wavelength Imax, - the component ( 1 ) white light emitted with a correlated color temperature between 2500 K and 4500 K inclusive, - through the filter element ( 5 ) reduce the CIE x coordinate and the CIE y coordinate of the mixed radiation (M) each by at least 0.005 and by at most 0.03, and by the filter element ( 5 ) no spectral components are added in the spectral range between 400 nm and 750 nm of the mixed radiation (M).

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – das Konversionselement (4) eine Leuchtstoffmischung aus (Lu, Ce)₃(Al, Ga)₅O₁₂ und (Ca, Sr, Ba, Eu)₂Si₅N₈ ist, – das Konversionselement (4) eine Vielzahl von Leuchtstoffpartikeln aufweist, die in ein Matrixmaterial eingebettet sind, das ein Silikon oder ein Silikon-Epoxid-Hybridmaterial ist, und – das Filterelement (5) ein Glasfilter ist.Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which - the conversion element ( 4 ) is a phosphor mixture of (Lu, Ce) ₃ (Al, Ga) ₅ O ₁₂ and (Ca, Sr, Ba, Eu) ₂ Si ₅ N ₈ , - the conversion element ( 4 ) comprises a plurality of phosphor particles embedded in a matrix material which is a silicone or a silicone-epoxy hybrid material, and - the filter element ( 5 ) is a glass filter.

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Filterelement (5) eine mittlere geometrische Dicke von höchstens 0,3 mm aufweist, wobei ein mittlerer Brechungsindex des Filterelements (5) bei einer Wellenlänge von 550 nm und bei einer Temperatur von 300 K höchstens 1,62 beträgt.Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the filter element ( 5 ) has a mean geometric thickness of at most 0.3 mm, wherein an average refractive index of the filter element ( 5 ) at a wavelength of 550 nm and at a temperature of 300 K is at most 1.62.

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Filterelement (5) hinsichtlich der räumlichen Abstrahlcharakteristik der Mischstrahlung (M) optisch passiv ist, sodass durch das Filterelement (5) keine Veränderung der räumlichen Abstrahlcharakteristik der Mischstrahlung (M) erfolgt.Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the filter element ( 5 ) is optically passive with respect to the spatial radiation characteristic of the mixed radiation (M), so that the filter element ( 5 ) none Change in the spatial radiation characteristic of the mixed radiation (M) takes place.

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Filtermittel (5) eine über die Lichtquelle (3) hinweg variierende optische Dichte aufweist, sodass in einer Mitte der Lichtquelle (3) das Filtermittel (5) eine größere optische Dichte aufweist als an einem Rand der Lichtquelle (3).Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the filter means ( 5 ) one via the light source ( 3 ) has varying optical density so that in a center of the light source ( 3 ) the filter agent ( 5 ) has a greater optical density than at an edge of the light source ( 3 ).

Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Zwischenraum zwischen der Lichtquelle (3) und dem Filterelement (5) vollständig mit mindestens einem Feststoff ausgefüllt ist, sodass sich zwischen der Lichtquelle (3) und dem Filterelement (5) kein Spalt befindet, wobei ein mittlerer Abstand zwischen der Lichtquelle (3) und dem Filterelement (5) höchstens 0,2 mm beträgt.Optoelectronic component ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which a gap between the light source ( 3 ) and the filter element ( 5 ) is completely filled with at least one solid, so that between the light source ( 3 ) and the filter element ( 5 ) is not a gap, with a mean distance between the light source ( 3 ) and the filter element ( 5 ) is at most 0.2 mm.

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den folgenden Schritten in der angegebenen Reihenfolge: A) Bereitstellen der Lichtquelle (3), B) Aufbringen des Konversionselements (4) auf die Lichtquelle (3), C) Ermitteln des Farborts der Mischstrahlung (M), und D) Aufbringen des Filterelements (5) auf die Konversionsschicht (5).Method for producing an optoelectronic component ( 1 ) according to any one of the preceding claims, comprising the following steps in the order given: A) providing the light source ( 3 ), B) application of the conversion element ( 4 ) on the light source ( 3 ), C) determining the color location of the mixed radiation (M), and D) applying the filter element ( 5 ) on the conversion layer ( 5 ).

Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem ein Bauteil (1) mit zumindest den Merkmalen des Anspruchs 2 hergestellt wird, wobei das Verfahren hinsichtlich der Lichtquellen (3) im Waferverbund durchgeführt wird, und wobei auf unterschiedliche Lichtquellen (3) Filterelemente (5) mit gleicher Materialzusammensetzung, aber unterschiedlichen geometrischen Dicken aufgebracht werden.Method according to the preceding claim, with which a component ( 1 ) is produced with at least the features of claim 2, wherein the method with respect to the light sources ( 3 ) is carried out in the wafer composite, and wherein different light sources ( 3 ) Filter elements ( 5 ) are applied with the same material composition, but different geometric thicknesses.