DE102017121185A1

DE102017121185A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102017121185A1
Application number: DE102017121185.3A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bichler; Dajana DURACH; Norbert Bönisch
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-03-14
Also published as: WO2019052954A1

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement (100) einen optoelektronischen Halbleiterchip (1) mit einer Oberseite (10), der im bestimmungsgemäßen Betrieb Primärstrahlung emittiert. Ferner umfasst das Bauelement ein Konverterelement (2) auf der Oberseite zur Konversion der Primärstrahlung. Das Konverterelement umfasst eine Vielzahl von Partikeln aus einem ersten Konvertermaterial (21). Das erste Konvertermaterial ist zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet und weist ein erstes Emissionsspektrum auf, das zumindest teilweise im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich liegt. Zumindest 60 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial weisen einen geometrischen Äquivalentdurchmesser zwischen einschließlich 20 nm und 2,2 µm auf.

Description

Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement mit einer verringerten Absorption von Umgebungslicht anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements anzugeben.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch den Gegenstand und das Verfahren der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement einen optoelektronischen Halbleiterchip mit einer Oberseite. Der optoelektronische Halbleiterchip emittiert im bestimmungsgemäßen Betrieb Primärstrahlung. Über die Oberseite werden beispielsweise zumindest 30 % oder zumindest 50 % oder zumindest 70 % der von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung ausgekoppelt. Bei der Primärstrahlung handelt es sich bevorzugt um Strahlung im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich, wie zum Beispiel nahes UV-Licht oder blaues oder grünes oder rotes Licht.
Unter einem Halbleiterchip wird hier und im Folgenden ein separat handhabbares und elektrisch kontaktierbares Element verstanden. Ein Halbleiterchip entsteht insbesondere durch Vereinzelung aus einem Waferverbund. Ein Halbleiterchip umfasst bevorzugt genau einen ursprünglich zusammenhängenden Bereich der im Waferverbund gewachsenen Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips ist bevorzugt zusammenhängend ausgebildet. Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst eine zusammenhängende oder eine segmentierte aktive Schicht. Die laterale Ausdehnung des Halbleiterchips, gemessen parallel zur Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht, ist beispielsweise höchstens 1 % oder höchstens 5 % größer als die laterale Ausdehnung der aktiven Schicht. Der Halbleiterchip umfasst beispielsweise noch das Aufwachssubstrat, auf dem die Halbleiterschichtenfolge gewachsen ist.
Der Halbleiterchip umfasst also insbesondere eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht zur Erzeugung der Primärstrahlung. Die Halbleiterschichtenfolge basiert zum Beispiel 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 um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial, wie Al_nIn_1-n-mGa_mAs oder Al_nIn_1-n-mGa_mAsP, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und m + n ≤ 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. Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf AlInGaN.
Die aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge beinhaltet insbesondere wenigstens einen pn-Übergang und/oder mindestens eine Quantentopfstruktur und kann zum Beispiel im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung im blauen oder grünen oder roten Spektralbereich oder im UV-Bereich erzeugen. Bevorzugt umfasst der Halbleiterchip eine, insbesondere genau eine, zusammenhängende aktive Schicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement ein Konverterelement auf der Oberseite. Das Konverterelement dient im bestimmungsgemäßen Betrieb zur Konversion der Primärstrahlung. Das Konverterelement kann zur Vollkonversion der Primärstrahlung oder zur teilweisen Konversion der Primärstrahlung eingerichtet sein. Das Konverterelement ist beispielsweise in direktem Kontakt zur Oberseite. Das Konverterelement kann die Oberseite zu zumindest 80 % oder zu zumindest 90 % überdecken. Zusätzlich kann das Konverterelement auch quer zur Oberseite verlaufende Seitenflächen des Halbleiterchips teilweise oder vollständig überdecken.
Auf der Oberseite weist das Konverterelement beispielsweise eine Dicke, gemessen senkrecht zur Oberseite, von zumindest 5 µm oder zumindest 10 µm oder zumindest 20 µm oder zumindest 50 µm oder zumindest 70 µm auf. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Dicke beispielswese höchstens 200 µm oder höchstens 150 µm oder höchstens 100 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konverterelement eine Vielzahl von Partikeln aus einem ersten Konvertermaterial. Unter Partikeln werden insbesondere mikroskopisch kleine Festkörper verstanden, die untereinander nicht unmittelbar über kovalente oder ionische oder metallische Bindungen miteinander verbunden sind. Ein Partikel weist beispielsweise in jede Raumrichtung eine Ausdehnung von höchstens 70 µm oder höchstens 50 µm oder höchstens 30 µm auf.
Bei dem ersten Konvertermaterial handelt es sich insbesondere um ein anorganisches Konvertermaterial. Zum Beispiel liegt das erste Konvertermaterial ausschließlich in Form von Partikeln vor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste Konvertermaterial zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet. Das erste Konvertermaterial weist dabei ein erstes Emissionsspektrum auf. Das erste Emissionsspektrum liegt zumindest teilweise im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich.
Das erste Konvertermaterial konvertiert im bestimmungsgemäßen Betrieb also die Primärstrahlung, indem es die Primärstrahlung absorbiert und anschließend durch einen Übergang aus einem angeregten Zustand in einen energetisch niedrigeren Zustand Strahlung emittiert. Das Spektrum, das durch Anregung des ersten Konvertermaterials und einem anschließenden Übergang in einen energetisch niedrigeren Zustand von dem ersten Konvertermaterial emittiert wird, ist das erste Emissionsspektrum. Das erste Emissionsspektrum weist einen Anteil, bevorzugt einen Hauptanteil, im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich, also zwischen einschließlich 350 nm und 3000 nm oder zwischen einschließlich 350 nm und 800 nm oder zwischen einschließlich 800 nm und 3000 nm, auf.
Unter einem Emissionsspektrum wird hier und im Folgenden entweder ein theoretisch mögliches Emissionsspektrum oder ein während des Betriebs des Bauelements gemessenes Emissionsspektrum verstanden. Ein während des Betriebs des Bauelements gemessenes Emissionsspektrum eines Konvertermaterials kann von dessen theoretischem Emissionsspektrum abweichen, falls die Primärstrahlung nicht ausreicht, alle Anregungszustände des Konvertermaterials anzuregen. Das gemessene Emissionsspektrum ist also insbesondere eine Faltung des theoretischen Emissionsspektrums mit dem Spektrum der Primärstrahlung und dem Absorptionsspektrum.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen zumindest 60 % oder zumindest 65 % oder zumindest 70 % oder zumindest 75 % oder zumindest 80 % oder zumindest 85 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 % oder zumindest 99 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von höchstens 2,2 µm oder höchstens 2 µm oder höchstens 1,8 µm oder höchstens 1,5 µm oder höchstens 1,3 µm oder höchstens 1 µm auf. Alternativ oder zusätzlich weisen die genannten Prozentsätze aller Partikel des ersten Konvertermaterials einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von zumindest 20 nm oder zumindest 50 nm oder zumindest 100 nm oder zumindest 250 nm oder zumindest 500 nm auf.
Die restlichen Partikel aus dem ersten Konvertermaterial können größere geometrische Äquivalentdurchmesser oder kleinere geometrische Äquivalentdurchmesser aufweisen.
Üblicherweise weichen die geometrischen Formen von Partikeln eines Konvertermaterials von einer sphärischen Form ab. Zum Beispiel haben die Partikel eine unregelmäßige Oberfläche und/oder sind länglich oder kantig ausgebildet. Den geometrischen Äquivalentdurchmesser erhält man durch Bestimmung des Durchmessers einer Kugel oder eines Kreises gleicher geometrischer Eigenschaft wie das Partikel. Beispielsweise weist das Partikel eine Oberfläche oder ein Volumen oder eine Projektionsfläche auf. Diese Oberfläche oder dieses Volumen oder diese Projektionsfläche setzt man gleich der Oberfläche oder dem Volumen oder der Projektionsfläche einer Kugel. Der Durchmesser dieser Kugel ist der geometrische Äquivalentdurchmesser.
Die Oberfläche oder das Volumen oder die Projektionsfläche der Partikel lässt sich auf unterschiedliche Arten bestimmen. Infrage kommen zum Beispiel Lichtmikroskopie, Elektronenmikroskopie, statische oder dynamische Lichtstreuung, Röntgenstreuung, Coulter-Zählverfahren, Ultraschallextinktion, Permeabilitätsmessungen, sedimentationsanalytische Verfahren. Je nachdem wie groß die einzelnen Partikel sind, eignen sich diese Messmethoden mehr oder weniger zur Bestimmung der Oberfläche oder des Volumens oder der Projektionsfläche der Partikel.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement einen optoelektronischen Halbleiterchip mit einer Oberseite, der im bestimmungsgemäßen Betrieb Primärstrahlung emittiert. Ferner umfasst das Bauelement ein Konverterelement auf der Oberseite zur Konversion der Primärstrahlung. Das Konverterelement umfasst eine Vielzahl von Partikeln aus einem ersten Konvertermaterial. Das erste Konvertermaterial ist zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet und weist ein erstes Emissionsspektrum auf, das zumindest teilweise im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich liegt. Zumindest 60 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial weisen einen geometrischen Äquivalentdurchmesser zwischen einschließlich 20 nm und 2,2 µm auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass optoelektronische Bauelemente mit einem Konverterelement bei Draufsicht auf das Konverterelement häufig einen farbigen optischen Eindruck hinterlassen, der als störend wahrgenommen werden kann. Zum Beispiel absorbieren Gelb-Grün-Konverter, also Konvertermaterialien, deren Emissionsspektrum im gelben und/oder grünen Spektralbereich liegt, den blauen Spektralanteil aus dem Umgebungslicht und wandeln ihn in gelbes und oder grünes Licht um. Folglich erscheint das Konverterelement für einen Beobachter gelblich bis grünlich.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Partikelgrößen zumindest eines Konvertermaterials so weit verkleinert, dass diese Partikel Umgebungslicht vermehrt streuen. Das Umgebungslicht, welches auf das Konverterelement trifft, wird dann bevorzugt bereits gestreut, bevor eine erhöhte Absorption eintritt. Das von dem Konverterelement gestreute oder reflektierte Licht ist dann in seinen Farbkoordinaten wenig oder gar nicht zu dem ursprünglichen Umgebungslicht verschoben, sodass das Konverterelement im Wesentlichen weiß erscheint solange der Halbleiterchip nicht betrieben wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform haben die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial zusammen einen Massenanteil an allen in dem Bauelement verwendeten Konvertermaterialien von zumindest 1 Gew% oder zumindest 5 Gew% oder zumindest 10 Gew% oder zumindest 30 Gew% oder zumindest 50 Gew%.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden im bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauelements zumindest 5 % oder zumindest 10 % oder zumindest 20 % oder zumindest 50 % der von dem Halbleiterchip emittierten Primärstrahlung durch die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial konvertiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konverterelement eine Vielzahl von Partikeln eines zweiten Konvertermaterials. Das zweite Konvertermaterial ist zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet und weist ein zweites Emissionsspektrum auf. Das zweite Konvertermaterial kann von dem ersten Konvertermaterial verschieden sein. Bei dem zweiten Konvertermaterial handelt es sich bevorzugt um ein anorganisches Konvertermaterial. Das zweite Emissionsspektrum des zweiten Konvertermaterials liegt bevorzugt teilweise oder hauptsächlich im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich zwischen einschließlich 350 nm und 3000 nm oder zwischen einschließlich 350 nm und 800 nm oder zwischen einschließlich 800 nm und 3000 nm.
Das zweite Emissionsspektrum kann von dem ersten Emissionsspektrum verschieden sein. Zum Beispiel weisen die beiden Emissionsspektren dann eine unterschiedliche Hauptwellenlänge auf, wobei die Hauptwellenlänge die Wellenlänge ist, bei der das Emissionsspektrum ein globales Maximum hat. Zum Beispiel ist die Hauptwellenlänge des zweiten Konvertermaterials gegenüber der Hauptwellenlänge des ersten Konvertermaterials um zumindest 20 nm oder zumindest 50 nm oder zumindest 100 nm rot verschoben.
Alternativ kann das zweite Konvertermaterial aber auch in Form einer Keramik, insbesondere in Form einer keramischen Schicht, vorliegen.
Neben dem ersten und dem zweiten Konvertermaterial können in dem Konverterelement auch weitere Konvertermaterialien vorhanden sein. Ein Konvertermaterial ist beispielsweise durch eine bestimmte chemische Formel, wie eine Verhältnisformel oder kristallchemische Strukturformel, beschrieben. Unterschiedliche Konvertermaterialien unterscheiden sich bevorzugt im Hinblick auf ihre chemische Formel. Partikel desselben Konvertermaterials sind bevorzugt durch die gleiche chemische Formel beschrieben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen zumindest 60 % oder zumindest 65 % oder zumindest 70 % oder zumindest 75 % oder zumindest 80 % oder zumindest 85 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 % oder zumindest 99 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von zumindest 1 µm oder zumindest 1,5 µm oder zumindest 2 µm oder zumindest 2,2 µm oder zumindest 5 µm oder zumindest 8 µm oder zumindest 10 µm oder zumindest 15 µm oder von höchstens 50 nm oder höchstens 40 nm oder höchstens 30 nm oder höchstens 20 nm oder höchstens 15 nm auf. Bevorzugt weisen die Partikel des zweiten Konvertermaterials einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von höchstens 30 µm oder höchstens 25 µm oder höchstens 20 µm oder höchstens 15 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind zumindest 80 % oder zumindest 85 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial in einer ersten Konverterschicht verteilt, insbesondere homogen verteilt. Das heißt, die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial sind in einer ersten Konverterschicht angesammelt oder angehäuft. In der ersten Konverterschicht sind bevorzugt weniger als 10 % oder weniger als 5 % oder weniger als 1 % aller Partikel des zweiten Konvertermaterials und/oder eines anderen Konvertermaterials angeordnet. Die erste Konverterschicht verläuft beispielsweise im Wesentlichen parallel zur Oberseite des Halbleiterchips. Die erste Konverterschicht kann als eine separate oder vorgefertigte Schicht auf den Halbleiterchip aufgebracht sein. Es kann die erste Konverterschicht aber auch, wie im späteren noch erläutert, intrinsisch beim Herstellungsverfahren des Bauelements produziert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind zumindest 80 % oder zumindest 85 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial in einer zweiten Konverterschicht verteilt, insbesondere homogen verteilt. Die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial sind also ebenfalls in einer zweiten Konverterschicht angesammelt oder angehäuft. In der zweiten Konverterschicht sind bevorzugt weniger als 10 % oder weniger als 5 % oder weniger als 1 % aller Partikel des ersten Konvertermaterials angeordnet. Die zweite Konverterschicht verläuft bevorzugt im Wesentlichen parallel zur Oberseite des Halbleiterchips. Die zweite Konverterschicht kann als eine vorgefertigte oder separate Schicht auf den Halbleiterchip aufgebracht sein. Es kann die zweite Konverterschicht aber auch intrinsisch während des Herstellungsverfahrens produziert sein.
Die erste Konverterschicht weist beispielsweise eine Dicke, gemessen senkrecht zur Oberseite des Halbleiterchips, von zumindest 5 µm oder zumindest 10 µm oder zumindest 20 µm auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke der ersten Konverterschicht höchstens 100 µm oder höchstens 80 µm oder höchstens 50 µm. Die zweite Konverterschicht kann beispielsweise eine Dicke zwischen einschließlich 5 µm und 150 µm aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Konverterschicht zwischen der ersten Konverterschicht und dem Halbleiterchip angeordnet. Insbesondere ist die erste Konverterschicht der zweiten Konverterschicht in einer Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterchips nachgeordnet. Die erste Konverterschicht und die zweite Konverterschicht können dabei voneinander getrennte Schichten sein, zwischen denen eine Grenzfläche ausgebildet ist. Die Grenzfläche ist beispielsweise unter einem Mikroskop sichtbar und deutet darauf hin, dass die erste Konverterschicht und die zweite Konverterschicht als separate Schichten aufeinander aufgebracht sind.
Alternativ kann die erste Konverterschicht mit der zweiten Konverterschicht aber auch einstückig oder aus einem Guss gefertigt sein. Beispielsweise umfasst sowohl die erste Konverterschicht als auch die zweite Konverterschicht ein Matrixmaterial, in welches die Partikel aus den Konvertermaterialien eingebettet sind. Das Matrixmaterial kann unterbrechungsfrei und grenzflächenfrei von der ersten Konverterschicht in die zweite Konverterschicht übergehen. Das heißt, insbesondere das Matrixmaterial der ersten Konverterschicht kann einstückig mit dem Matrixmaterial der zweiten Konverterschicht ausgebildet sein.
Die erste Konverterschicht bildet bevorzugt eine dem Halbleiterchip abgewandte Außenfläche des Konverterelements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt zumindest 70 % oder zumindest 80 % oder zumindest 90 % des ersten Emissionsspektrums im Spektralbereich zwischen einschließlich 490 nm und 650 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 490 nm und 600 nm. Das heißt, das erste Konvertermaterial konvertiert überwiegend in den grünen und gelben Spektralbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt zumindest 70 % oder zumindest 80 % oder zumindest 90 % des ersten Emissionsspektrums im Spektralbereich zwischen einschließlich 800 nm und 2000 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 800 nm und 1700 nm. Das heißt, das erste Konvertermaterial konvertiert überwiegend in den nahen infraroten Spektralbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt zumindest 70 % oder zumindest 80 % oder zumindest 90 % des zweiten Emissionsspektrums im Spektralbereich zwischen einschließlich 600 nm und 780 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 640 nm und 780 nm. Das heißt, das zweite Konvertermaterial konvertiert überwiegend in den orangenen und roten Spektralbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt zumindest 70 % oder zumindest 80 % oder zumindest 90 % des zweiten Emissionsspektrums im Spektralbereich zwischen einschließlich 800 nm und 2000 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 800 nm und 1700 nm. Das heißt, das zweite Konvertermaterial konvertiert überwiegend in den nahen infraroten Spektralbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip so eingerichtet, dass das Spektrum der Primärstrahlung zu zumindest 70 % oder zu zumindest 80 % oder zu zumindest 90 % in einem Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 300 nm und 500 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 380 nm und 500 nm, liegt. Der Halbleiterchip emittiert also bevorzugt im blauen Spektralbereich oder im UV-Bereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konverterelement ein Matrixmaterial, in die die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial und/oder aus dem zweiten Konvertermaterial eingebettet und verteilt sind. In dem Matrixmaterial sind die Partikel des Konvertermaterials oder der Konvertermaterialien bevorzugt deterministisch, das heißt zufällig, verteilt.
Das Matrixmaterial kann beispielsweise Silikon, insbesondere ein Klarsilikon, oder Siloxan oder Glas oder Harz oder Epoxid umfassen oder daraus bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weicht der Brechungsindex für sichtbares Licht des ersten Konvertermaterials um zumindest 0,5 oder zumindest 0,8 oder zumindest 1,0 oder zumindest 1,5 von dem Brechungsindex für sichtbares Licht des Matrixmaterials ab. Je höher der Brechungsindexunterschied zwischen den Partikeln des ersten Konvertermaterials und dem Matrixmaterial ist, desto stärker ist die Streuung von Licht beim Auftreffen auf die Partikel des ersten Konvertermaterials.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Halbleiterchip und das Konverterelement so gewählt, dass das Bauelement insgesamt weißes Licht mit einer Farbtemperatur zwischen einschließlich 1500 K und 8000 K emittiert. Beispielsweise weist das von dem Bauelement emittierte Licht einen Farbort in der CIE-Normfarbtafel mit den Koordinaten (0,3 ≤ x ≤ 0,35; 0,29 ≤ y ≤ 0,36) auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial und die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial in dem Konverterelement miteinander durchmischt, insbesondere vollständig durchmischt. Zum Beispiel sind sowohl die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial als auch die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial in dem gesamten Konverterelement homogen verteilt. Die Partikel des ersten Konvertermaterials und die Partikel des zweiten Konvertermaterials können zum Beispiel in einem gemeinsamen und einstückig ausgebildeten Matrixmaterial eingebettet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform basiert das erste Konvertermaterial auf einem Granat. Das erste Konvertermaterial weist zum Beispiel ein seltenerdendotiertes Granat, wie Yttriumaluminiumgranat, kurz YAG, oder ein Luthetiumyttriumaluminiumgranat, kurz LuYAG, auf oder besteht aus einem solchen. Zur Lichtkonversion kann das erste Konvertermaterial mit einem Aktivator dotiert sein, zum Beispiel mit einem seltenen Erden-Element, wie zum Beispiel Cer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform basiert das zweite Konvertermaterial auf einem Nitrid oder einem Granat. Zum Beispiel umfasst das zweite Konvertermaterial ein Erdalkalisiliziumnitrid oder ein Erdalkalialuminiumsiliziumnitrid oder besteht aus einem solchen. Bei dem Erdalkalimetall handelt es sich zum Beispiel um Barium oder Kalzium oder Strontium. Zum Konvertieren von Licht kann das zweite Konvertermaterial mit einem seltenen Erden-Ion, wie Eu²⁺, als Aktivator dotiert sein.
Es ist aber auch möglich, dass es sich bei dem zweiten Konvertermaterial um ein Halbleitermaterial handelt. Die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial sind dann bevorzugt halbleiterbasierte Quantendots.
Darüber hinaus wird ein Blitzlicht angegeben. Das Blitzlicht umfasst ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauelement. Bei dem Blitzlicht handelt es sich also um eine sogenannte Flash-LED. Alle im Zusammenhang mit dem optoelektronischen Bauelement offenbarten Merkmale sind daher auch für das Blitzlicht offenbart und umgekehrt. Das Blitzlicht ist beispielsweise zum Fotografieren eingerichtet. Beispielsweise eignet sich das Blitzlicht zur Verwendung in einer Digitalkamera oder einem Handy.
Ferner wird ein System mit einem Strahlungssensor und einem hier beschriebenen optoelektronischen Bauelement angegeben. Alle im Zusammenhang mit dem optoelektronischen Bauelement offenbarten Merkmale sind daher auch für das System offenbart und umgekehrt. Der Strahlungssensor dient insbesondere zum Empfangen einer von dem Bauelement emittierten und an einem Objekt reflektierten Strahlung. Zum Beispiel ist das System ein Pulsmessgerät. Das Bauelement emittiert dann bevorzugt Strahlung im nahen Infrarot-Bereich.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben. Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Herstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements. Alle im Zusammenhang mit dem optoelektronischen Bauelement offenbarten Merkmale sind daher auch für das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt A), in dem Partikel aus einem ersten Konvertermaterial in einem flüssigen oder zähflüssigen Matrixmaterial verteilt werden. Bei dem Matrixmaterial kann es sich um ein verflüssigtes Silikon, insbesondere Klarsilikon, handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste Konvertermaterial zur Konversion einer Primärstrahlung eingerichtet und weist ein erstes Emissionsspektrum auf, das zumindest teilweise im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich liegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen zumindest 60 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial einen geometrischen Äquivalentdurchmesser zwischen einschließlich 20 nm und 2,2 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt B), in dem die Mischung aus dem Matrixmaterial und den darin eingebrachten Partikeln aus dem ersten Konvertermaterial auf eine Oberseite eines Halbleiterchips aufgebracht wird. Die Mischung kann beispielsweise durch Vergießen (Volumenvergießen) auf den Halbleiterchip aufgebracht werden. Dabei wird die Mischung bevorzugt direkt auf den Halbleiterchip aufgebracht. Der Halbleiterchip wird durch das Aufbringen der Mischung beispielsweise von der Mischung umformt, so dass der Halbleiterchip in der Mischung eingebettet wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erzeugt der Halbleiterchip im bestimmungsgemäßen Betrieb die oder eine Primärstrahlung, zu dessen Konversion das erste Konvertermaterial eingerichtet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt C), in dem die Mischung aus dem Matrixmaterial und den darin eingebrachten Partikeln aus dem ersten Konvertermaterial zu einem Konverterelement ausgehärtet wird. Nach dem Aushärten ist das Konverterelement während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Bauelements bevorzugt formstabil. Zum Beispiel kann die Mischung bei Raumtemperatur aushärten. Das Aushärten kann beispielsweise durch Erhitzen der Mischung auf Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur beschleunigt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt A1), der vor dem Schritt B) durchgeführt wird, und in dem Partikel aus einem zweiten Konvertermaterial in das Matrixmaterial eingebracht werden. Beispielsweise werden die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial zusammen mit den Partikeln aus dem ersten Konvertermaterial in das Matrixmaterial eingebracht. Insbesondere werden sowohl die ersten Konverterpartikel als auch die zweiten Konverterpartikel in dem flüssigen oder zähflüssigen Matrixmaterial miteinander durchmischt oder vollständig durchmischt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das zweite Konvertermaterial zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet und weist ein zweites Emissionsspektrum auf. Das zweite Emissionsspektrum liegt zumindest teilweise im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen zumindest 60 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von zumindest 2,2 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zwischen dem Schritt B) und dem Schritt C) so lange gewartet, bis sich aufgrund der unterschiedlichen Sedimentationsverhalten der Partikel aus dem ersten Konvertermaterial und der Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial eine erste Konverterschicht und eine zweite Konverterschicht ausgebildet haben. Insbesondere sinken die größeren Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial innerhalb des flüssigen oder zähflüssigen Matrixmaterials schneller ab als die kleineren Partikel aus dem ersten Konvertermaterial. Je länger man das Aushärten des Matrixmaterials verzögert, desto stärker wird die Trennung der Partikel aus dem ersten Konvertermaterial und dem zweiten Konvertermaterial aufgrund des unterschiedlichen Sedimentationsverhaltens. Beispielsweise wird das Matrixmaterial nach dem Schritt B) für zumindest 5 Stunden oder zumindest 10 Stunden oder zumindest 15 Stunden oder zumindest 20 Stunden in einem flüssigen oder zähflüssigen Zustand belassen und nicht ausgehärtet. Die Sedimentation kann über verschiedene Mittel beschleunigt werden, zum Beispiel über Zentrifugation.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind nach dem Schritt C) zumindest 80 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial in der ersten Konverterschicht verteilt, bevorzugt homogen verteilt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind nach dem Schritt C) zumindest 80 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial in der zweiten Konverterschicht verteilt, insbesondere homogen verteilt.
Die Mischung aus dem Matrixmaterial und den Partikeln wird also erst ausgehärtet, wenn sich eine solche erste Konverterschicht und eine solche zweite Konverterschicht gebildet haben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Konverterschicht zwischen der ersten Konverterschicht und dem Halbleiterchip, insbesondere zwischen der ersten Konverterschicht und der Oberseite des Halbleiterchips ausgebildet.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauelement sowie ein hier beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements unter Bezugnahme auf Zeichnungen 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.
Es zeigen:

1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele eines optoelektronischen Bauelements in Querschnittsansicht,
3 einen Graphen für das Streuverhalten von Partikeln,
4A und 4B Positionen in einem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements.

In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 gezeigt. Das optoelektronische Bauelement 100 umfasst einen Träger 6, beispielsweise einen Keramikträger. An einer Unterseite des Trägers 6 sind Kontaktelemente 51, 52 angebracht. Über die Kontaktelemente 51, 52 ist das optoelektronische Bauelement 100 elektrisch kontaktierbar. Im unmontierten Zustand des optoelektronischen Bauelements 100 liegen die Kontaktelemente 51, 52 an der Unterseite des Bauelements 100 frei. Insbesondere handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement 100 um ein oberflächenmontierbares Bauelement.
Die Kontaktelemente 51, 52 sind beispielsweise über Durchkontaktierungen durch den Träger 6 mit elektrischen Anschlussflächen an einer Oberseite des Trägers 6 verbunden.
Auf der Oberseite des Trägers 6 ist ein Halbleiterchip 1, beispielsweise ein AlInGaN basierter Halbleiterchip, aufgebracht. Bei dem Halbleiterchip 1 kann es sich um einen so genannten Flip-Chip handeln. Der Halbleiterchip 1 ist beispielsweise mit den Anschlussflächen des Trägers 6 elektrisch leitend verbunden.
Der Halbleiterchip 1 umfasst eine Oberseite 10, die dem Träger 6 abgewandt ist. Über die Oberseite 10 wird beispielsweise im bestimmungsgemäßen Betrieb des Halbleiterchips 1 zumindest 30 % der von dem Halbleiterchip 1 emittierten Strahlung ausgekoppelt. Der Halbleiterchip 1 emittiert im bestimmungsgemäßen Betrieb beispielsweise Licht im blauen Spektralbereich.
Der Halbleiterchip 1 ist von einem Konverterelement 2 umgeben. Das Konverterelement 2 bildet insbesondere einen Verguss auf dem Halbleiterchip 1. Das Konverterelement 2 ist in direktem Kontakt mit der Oberseite 10 des Halbleiterchips 1 sowie mit Seitenflächen des Halbleiterchips 1.
Das Konverterelement 2 umfasst ein Matrixmaterial 23, in dem Partikel aus einem ersten Konvertermaterial 21 und aus einem zweiten Konvertermaterial 22 verteilt sind. Bei dem Matrixmaterial 23 handelt es sich beispielsweise um ein Silikon, insbesondere um ein Klarsilikon. Das erste Konvertermaterial 21 und das zweite Konvertermaterial 22 liegen hier ausschließlich in Form von in dem Matrixmaterial 23 verteilten und eingebetteten Partikeln vor.
Zumindest 80 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial weisen einen geometrischen Äquivalentdurchmesser zwischen einschließlich 20 nm und 2,2 µm auf. Aufgrund dieses geringen Durchmessers bilden die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 Streuzentren für Umgebungslicht, also Licht, das nicht von dem Halbleiterchip 1 erzeugt wird. Bei dem ersten Konvertermaterial 21 handelt es sich beispielsweise um YAG oder LuYAG, zum Beispiel mit einer Cer-Dotierung. Das erste Konvertermaterial 21 ist zum Beispiel dazu eingerichtet, das blaue Licht des Halbleiterchips 1 teilweise in gelbes und/oder grünes Licht zu konvertieren.
Die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 sind größer als die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 gewählt. Beispielsweise haben zumindest 80 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von zumindest 2,2 µm. Die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 wirken weniger lichtstreuend als die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21. Das zweite Konvertermaterial 22 basiert beispielsweise auf einem Nitrid. Das zweite Konvertermaterial 22 ist beispielsweise dazu eingerichtet, das blaue Licht des Halbleiterchips 1 beziehungsweise das gelbe oder grüne Licht des ersten Konvertermaterials 21 teilweise in rotes und/oder oranges Licht zu konvertieren.
Das im bestimmungsgemäßen Betrieb aus dem Halbleiterbauelement 100 austretende Licht ist ein Mischlicht aus der von dem Halbleiterchip 1 emittierten blauen Primärstrahlung, der gelben und/oder grünen Strahlung des ersten Konvertermaterials 21 und der roten und/oder orangen Strahlung des zweiten Konvertermaterials 22. Diese Mischstrahlung kann insbesondere weißes Licht mit einer Farbtemperatur zwischen einschließlich 1500 K und 8000 K sein.
In der 1 sind die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 und die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 vollständig miteinander durchmischt. Insbesondere ist also sowohl die Verteilung der Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 als auch die Verteilung der Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 innerhalb des Konverterelements 2 homogen.
In der 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 gezeigt, bei dem die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 und die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 nicht oder nur geringfügig miteinander durchmischt sind. Insbesondere umfasst das Konverterelement 2 eine erste Konverterschicht 210 und eine zweite Konverterschicht 220. Zumindest 80 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 und höchstens 5 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 sind in der ersten Konverterschicht 210 angeordnet. Zumindest 80 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 und höchstens 5 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 sind in der zweiten Konverterschicht 220 angeordnet.
Die erste Konverterschicht 210 weist beispielsweise eine Dicke von zumindest 5 µm auf. Die zweite Konverterschicht 220 weist beispielsweise eine Dicke zwischen einschließlich 5 µm und 100 µm auf. Dabei ist die zweite Konverterschicht 220 zwischen der Oberseite 10 des Halbleiterchips 1 und der ersten Konverterschicht 210 angeordnet. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft für eine effiziente Streuung von auf das Konverterelement 2 treffendem Umgebungslicht. Das Umgebungslicht trifft überwiegend zunächst auf die erste Konverterschicht 210 und kann aufgrund der hohen Streuung an den Partikeln aus dem ersten Konvertermaterial 21 nicht tief in das Konverterelement 2 eintreten. Folglich wird auch nur wenig des Umgebungslichts von den Partikeln aus dem ersten Konvertermaterial 21 und von den Partikeln aus dem zweiten Konvertermaterial 22 absorbiert und konvertiert. Daher erscheint das Konverterelement 2, wenn der Halbleiterchip 1 nicht im Betrieb ist, für einen Beobachter im Wesentlichen weiß.
In der 3 ist das Streuvermögen von Partikeln grafisch dargestellt. Die y-Achse zeigt das Streuvermögen in freien Einheiten. Auf der x-Achse ist der Durchmesser der Partikel, beispielsweise der geometrische Äquivalentdurchmesser, dargestellt. Die durchgezogene Linie steht für das Streuvermögen für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 400 nm. Die gestrichelte Linie zeigt das Streuvermögen für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 800 nm. Zu erkennen ist, dass in einem Bereich zwischen zirka 20 nm und 2,2 µm das Streuvermögen hoch ist und für größere und kleinere Durchmesser abnimmt. Dabei hängt das Streuvermögen fast ausschließlich von der Größe der Partikel und dem Brechungsindexunterschied zwischen dem Matrixmaterial und den Partikeln ab.
In der 4A ist eine erste Position in einem Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gezeigt. Wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben, ist ein Halbleiterchip 1 auf einen Träger 6 aufgebracht. Auf den Halbleiterchip 1 ist eine Mischung aus einem Matrixmaterial 23 mit darin eingebrachten Partikeln aus einem ersten Konvertermaterial 21 und einem zweiten Konvertermaterial 22 aufgebracht. Die Mischung ist in einem flüssigen oder zähflüssigen Aggregatzustand.
In der 4B ist eine Position in dem Verfahren zu einem späteren Zeitpunkt als in der 4A gezeigt. Die größeren Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 haben sich aufgrund von Sedimentation in dem flüssigen oder zähflüssigen Matrixmaterial 23 abgesetzt. Die kleineren Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 wurden zumindest teilweise in Richtung weg von dem Träger 6 verdrängt. Dadurch haben sich eine erste Konverterschicht 210, die überwiegend die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial 21 umfasst, und eine zweite Konverterschicht 220, die überwiegend die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial 22 umfasst, ausgebildet. Dafür wurde die Mischung der Partikel und dem Matrixmaterial 23 für beispielsweise 24 Stunden in dem flüssigen oder zähflüssigen Zustand belassen, ohne ausgehärtet zu werden. Die 4B zeigt zum Beispiel das optoelektronische Bauelement 100 der 2.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Halbleiterchip
2: Konverterelement
6: Träger
10: Oberseite des Halbleiterchips 1
21: erstes Konvertermaterial
22: zweites Konvertermaterial
23: Matrixmaterial
51: Kontaktelement
52: Kontaktelement
100: optoelektronisches Bauelement
210: erste Konverterschicht
220: zweite Konverterschicht

Claims

Optoelektronisches Bauelement (100), umfassend: - einen optoelektronischen Halbleiterchip (1) mit einer Oberseite (10), der im bestimmungsgemäßen Betrieb Primärstrahlung emittiert, - ein Konverterelement (2) auf der Oberseite (10) zur Konversion der Primärstrahlung, wobei - das Konverterelement (2) eine Vielzahl von Partikeln aus einem ersten Konvertermaterial (21) umfasst, - das erste Konvertermaterial (21) zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet ist und ein erstes Emissionsspektrum aufweist, das zumindest teilweise im sichtbaren und/oder nahen infraroten Spektralbereich liegt, - zumindest 60 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) einen geometrischen Äquivalentdurchmesser zwischen einschließlich 20 nm und 2,2 µm aufweisen.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei zumindest 80 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) einen geometrischen Äquivalentdurchmesser zwischen einschließlich 0,5 µm und 1 µm aufweisen.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei - das Konverterelement (2) eine Vielzahl von Partikeln eines zweiten Konvertermaterials (22) umfasst, - das zweite Konvertermaterial (22) zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet ist und ein zweites Emissionsspektrum aufweist, - zumindest 60 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial (22) einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von zumindest 1 µm oder höchstens 50 nm aufweisen.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach mindestens Anspruch 3, wobei - zumindest 80 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) in einer ersten Konverterschicht (210) verteilt sind, - zumindest 80 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial (22) in einer zweiten Konverterschicht (220) verteilt sind, - die zweite Konverterschicht (220) zwischen der ersten Konverterschicht (210) und dem Halbleiterchip (1) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest 70 % des ersten Emissionsspektrums im Spektralbereich zwischen einschließlich 490 nm und 650 nm liegt.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest 70 % des ersten Emissionsspektrums im Spektralbereich zwischen einschließlich 800 nm und 2000 nm liegt.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach mindestens Anspruch 3, wobei zumindest 70 % des zweiten Emissionsspektrums im Spektralbereich zwischen einschließlich 600 nm und 780 nm liegt.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (1) so eingerichtet ist, dass das Spektrum der Primärstrahlung zu zumindest 70 % in einem Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 300 nm und 500 nm liegt.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Konverterelement (2) ein Matrixmaterial (23) umfasst, in dem die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) eingebettet und verteilt sind, - ein Brechungsindex für sichtbares Licht des ersten Konvertermaterials (21) um zumindest 0,5 von einem Brechungsindex für sichtbares Licht des Matrixmaterials (23) abweicht.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (1) und das Konverterelement (2) so gewählt sind, dass das Bauelement insgesamt weißes Licht mit einer Farbtemperatur zwischen einschließlich 1500 K und 8000 K emittiert.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach mindestens Anspruch 3, wobei die Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) und die Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial (22) in dem Konverterelement (2) miteinander durchmischt sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Konvertermaterial (21) auf einem Granat basiert.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach mindestens Anspruch 3, wobei das zweite Konvertermaterial (22) auf einem Nitrid oder Granat oder Halbleitermaterial basiert.
Blitzlicht mit einem optoelektronischen Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (100), umfassend die Schritte: A) Verteilen von Partikeln aus einem ersten Konvertermaterial (21) in einem flüssigen oder zähflüssigen Matrixmaterial (23), wobei - das erste Konvertermaterial (21) zur Konversion einer Primärstrahlung eingerichtet ist und ein erstes Emissionsspektrum aufweist, das zumindest teilweise im sichtbaren Spektralbereich liegt, - zumindest 60 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) einen geometrischen Äquivalentdurchmesser zwischen einschließlich 20 nm und 2,2 µm aufweisen, B) Aufbringen der Mischung aus dem Matrixmaterial (23) und den darin eingebrachten Partikeln aus dem ersten Konvertermaterial (21) auf eine Oberseite (10) eines Halbleiterchips (1), wobei - der Halbleiterchip (1) im bestimmungsgemäßen Betrieb die Primärstrahlung erzeugt, C) Aushärten der Mischung aus dem Matrixmaterial (23) und den darin eingebrachten Partikeln aus dem ersten Konvertermaterial (21) zu einem Konverterelement (2).
Verfahren nach Anspruch 15, wobei - vor dem Schritt B) in einem Schritt A1) Partikel aus einem zweiten Konvertermaterial (22) in das Matrixmaterial (23) eingebracht werden, - das zweite Konvertermaterial (22) zur Konversion der Primärstrahlung eingerichtet ist und ein zweites Emissionsspektrum aufweist, das zumindest teilweise im sichtbaren Spektralbereich liegt, - zumindest 60 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial (22) einen geometrischen Äquivalentdurchmesser von zumindest 2,2 µm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei zwischen dem Schritt B) und dem Schritt C) so lange gewartet wird, bis sich aufgrund der unterschiedlichen Sedimentationsverhalten der Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) und der Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial (22) eine erste Konverterschicht (210) und eine zweite Konverterschicht (220) ausgebildet haben, derart dass nach dem Schritt C) - zumindest 80 % aller Partikel aus dem ersten Konvertermaterial (21) in der ersten Konverterschicht (210) verteilt sind, - zumindest 80 % aller Partikel aus dem zweiten Konvertermaterial (22) in der zweiten Konverterschicht (220) verteilt sind, und - die zweite Konverterschicht (220) zwischen der ersten Konverterschicht (210) und dem Halbleiterchip (1) ausgebildet ist.