DE102019107920A1

DE102019107920A1 - Method for producing an optoelectronic component and an optoelectronic component

Info

Publication number: DE102019107920A1
Application number: DE102019107920.9A
Authority: DE
Inventors: Ivar Tångring; Thomas Zollner; Reiner Windisch
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-15

Abstract

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (100) wird zunächst in einem Verfahrensschritt A) zumindest ein optoelektronischer Halbleiterchip (10) bereitgestellt. Weiter wird in einem Verfahrensschritt B) eine Zwischenschicht (20), die aus einem niedrig brechenden Material (21) gebildet ist, auf einer Strahlungsseite (12) des optoelektronischen Halbleiterchips (10) aufgebracht. Der Brechungsindex des niedrig brechenden Materials (21) beträgt dabei höchstens 1,3. In einem weiteren Verfahrensschritt C) wird ein optisches Element (30) auf einer von der Strahlungsseite abgewandten Seite der Zwischenschicht (20) aufgebracht. Das optische Element (30) weist dabei einen Brechungsindex von zumindest 1,65 auf und eine von der Zwischenschicht (20) abgewandten Oberfläche (30a) weist eine Auskoppelstruktur (300) auf. Weiter wird in einem Verfahrensschritt D) ein Reflektor (60) an Seitenflächen (13) des optoelektronischen Halbleiterchips (10) und/oder der Zwischenschicht (20) und/oder des optischen Elements (30) angebracht.According to at least one embodiment of the method for producing an optoelectronic component (100), at least one optoelectronic semiconductor chip (10) is initially provided in a method step A). Furthermore, in a method step B), an intermediate layer (20), which is formed from a low-refractive index material (21), is applied to a radiation side (12) of the optoelectronic semiconductor chip (10). The refractive index of the low refractive index material (21) is at most 1.3. In a further method step C), an optical element (30) is applied to a side of the intermediate layer (20) facing away from the radiation side. The optical element (30) has a refractive index of at least 1.65 and a surface (30a) facing away from the intermediate layer (20) has a coupling-out structure (300). Furthermore, in a method step D), a reflector (60) is attached to side surfaces (13) of the optoelectronic semiconductor chip (10) and / or the intermediate layer (20) and / or the optical element (30).

Description

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben.A method for producing an optoelectronic component is specified. In addition, an optoelectronic component is specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Bauelementen anzugeben, durch welches ein optoelektronisches Bauelement mit einer besonders gerichteten Abstrahlcharakteristik erzeugt werden kann. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein optoelektronisches Bauelement anzugeben, welches eine besonders gerichtete Abstrahlcharakteristik aufweist.One problem to be solved consists, among other things, in specifying a method for producing optoelectronic components, by means of which an optoelectronic component with a particularly directional emission characteristic can be produced. Another object to be solved is, among other things, to specify an optoelectronic component which has a particularly directed emission characteristic.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 bzw. durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruches 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche.These objects are achieved by a method with the features of independent patent claim 1 or by an optoelectronic component with the features of the independent patent claim 12. Advantageous refinements and developments are the subject matter of the respective dependent claims.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird in einem Verfahrensschritt A) zumindest ein optoelektronischer Halbleiterchip bereitgestellt. Unter einem Halbleiterchip wird hier und im Folgenden ein separat handhabbares und elektrisch kontaktierbares Element verstanden.In accordance with at least one embodiment of the method for manufacturing an optoelectronic component, at least one optoelectronic semiconductor chip is provided in a method step A). A semiconductor chip is understood here and below to mean an element that can be handled separately and electrically contacted.

Insbesondere umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugt. Die aktive Schicht beinhaltet insbesondere wenigstens einen pn-Übergang und/oder mindestens eine Quantentopfstruktur in Form eines einzelnen Quantentopfs, kurz SQW oder in Form einer Multiquantentopfstruktur MQW. Die aktive Schicht kann im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung im blauen oder grünen oder roten Spektralbereich oder im UV-Bereich oder im IR-Bereich erzeugen.In particular, the optoelectronic semiconductor chip comprises a semiconductor layer sequence with an active layer that generates electromagnetic radiation during normal operation. The active layer contains in particular at least one pn junction and / or at least one quantum well structure in the form of a single quantum well, SQW for short, or in the form of a multi-quantum well structure MQW. In normal operation, the active layer can generate electromagnetic radiation in the blue, green or red spectral range or in the UV range or in the IR range.

Ferner umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Strahlungsseite. Beispielsweise erstreckt sich die Strahlungsseite im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht. Über die Strahlungsseite werden im Betrieb beispielsweise zumindest 25 % oder zumindest 50 % oder zumindest 75 % der gesamten von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung abgegeben.The optoelectronic semiconductor chip further comprises a radiation side. For example, the radiation side extends essentially parallel to the main extension plane of the active layer. During operation, for example, at least 25% or at least 50% or at least 75% of the total radiation emitted by the semiconductor chip is emitted via the radiation side.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Verfahrensschritt B) eine Zwischenschicht auf der Strahlungsseite des optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht.According to at least one embodiment of the method, in a method step B), an intermediate layer is applied to the radiation side of the optoelectronic semiconductor chip.

Im vorliegenden Zusammenhang schließt das Aufbringen eines ersten Elements auf ein zweites Element ein, dass beide Elemente nach dem Aufbringen direkt, sprich unmittelbar, oder indirekt, sprich mittelbar miteinander verbunden sind. Der Begriff umfasst demnach sowohl „unmittelbar aufgebracht“ als auch „mittelbar aufgebracht“.In the present context, the application of a first element to a second element includes that both elements are connected to one another directly, i.e. directly, or indirectly, i.e. indirectly, after the application. The term therefore includes both “directly applied” and “indirectly applied”.

Die Zwischenschicht ist aus einem niedrig brechenden Material gebildet, wobei der Brechungsindex dieses Materials höchstens 1,3 beträgt. Hier und im Folgenden gelten die angegebenen Brechungsindizes beispielsweise bei Raumtemperatur des optoelektronischen Bauelements und zum Beispiel bei einer Wellenlänge, bei der die im bestimmungsgemäßen Zustand von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Strahlung ihr Maximum aufweist.The intermediate layer is made of a low refractive index material, the refractive index of this material being at most 1.3. Here and below, the specified refractive indices apply, for example, at room temperature of the optoelectronic component and, for example, at a wavelength at which the radiation emitted by the optoelectronic component in the intended state has its maximum.

Bevorzugt beträgt der Brechungsindex des niedrig brechenden Materials, bei einer Temperatur von 100 °C und einer Wellenlänge von 589 nm, höchstens 1,25, insbesondere beträgt sein Brechungsindex höchstens 1,15. Beispielsweise basiert das niedrig brechende Material auf einem Kunststoff, beispielsweise einem Polysiloxan, insbesondere einem sogenannten cage-like Polysiloxan, bei dem in einem Matrixmaterial, vorliegend Polysiloxan, besonders viel Luft eingeschlossen ist. Beispielsweise ist das niedrig brechende Material für Licht mit einer Wellenlänge größer oder gleich 430 nm transparent. Inbesondere beträgt die Absorption des niedrig brechenden Materials für Licht dieser Wellenlänge weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 1 %. Beispielsweise wird das niedrig brechende Material mittels eines Sprühprozesses auf die Strahlungsseite aufgebracht. Nachfolgend wird die Zwischenschicht beispielsweise ausgehärtet, zum Beispiel mittels Wärme.The refractive index of the low refractive index material is preferably at most 1.25 at a temperature of 100 ° C. and a wavelength of 589 nm, in particular its refractive index is at most 1.15. For example, the low refractive index material is based on a plastic, for example a polysiloxane, in particular a so-called cage-like polysiloxane, in which a particularly large amount of air is enclosed in a matrix material, in this case polysiloxane. For example, the low refractive index material is transparent to light with a wavelength greater than or equal to 430 nm. In particular, the absorption of the low refractive index material for light of this wavelength is less than 5%, preferably less than 1%. For example, the low refractive index material is applied to the radiation side by means of a spray process. The intermediate layer is then cured, for example by means of heat.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Verfahrensschritt C) ein optisches Element auf einer von der Strahlungsseite abgewandten Seite der Zwischenschicht aufgebracht. Dabei weist das optische Element einen Brechungsindex von zumindest 1,65 auf. Eine von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche des optischen Elements wird mit einer Auskoppelstruktur strukturiert. Vorteilhafterweise kann durch den hohen Unterschied der Brechungsindizes der Zwischenschicht und des optischen Elements in Kombination mit der Auskoppelstruktur des optischen Elements eine besonders gerichtete Emission von Strahlung durch das optoelektronischen Bauelements erzielt werden. Insbesondere ist die Emission von Strahlung in einer Richtung senkrecht zur Strahlungsseite gerichtet. Die Richtung senkrecht zur Strahlungsseite bildet dabei eine optische Achse des optoelektronischen Bauelements.According to at least one embodiment of the method, in a method step C) an optical element is applied to a side of the intermediate layer facing away from the radiation side. The optical element has a refractive index of at least 1.65. A surface of the optical element facing away from the intermediate layer is structured with a coupling-out structure. A particularly directed emission of radiation through the optoelectronic component can advantageously be achieved through the large difference in the refractive indices of the intermediate layer and the optical element in combination with the coupling-out structure of the optical element. In particular, the emission of radiation is directed in a direction perpendicular to the radiation side. The direction perpendicular to the radiation side forms an optical axis of the optoelectronic component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Verfahrensschritt D) ein Reflektor an Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips und/oder der Zwischenschicht und/oder des optischen Elements angebracht. Die Seitenflächen sind dabei jene Flächen, die quer zur Strahlungsseite verlaufen. Beispielsweise wird der Reflektor derart an den Seitenflächen angebracht, dass die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips zumindest teilweise oder vollständig von dem Reflektor bedeckt sind. Alternativ oder zusätzlich können die Seitenflächen der Zwischenschicht durch den Reflektor teilweise oder vollständig bedeckt sein. Zusätzlich können auch die Seitenflächen des optischen Elements teilweise oder vollständig durch den Reflektor bedeckt sein. Der Reflektor kann ein Matrixmaterial, wie zum Beispiel einen Kunststoff, wie ein Silikon, umfassen, in dem lichtstreuende Partikel, beispielsweise Titandioxid-Partikel, eingebettet sind. Beispielsweise kann der Reflektor mittels Dispensen oder einer Spritzgusstechnik an den Seitenflächen angebracht und nachfolgend ausgehärtet werden.In accordance with at least one embodiment of the method, in a method step D) a reflector is attached to side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip and / or the intermediate layer and / or the optical element. The side surfaces are those surfaces that run transversely to the radiation side. For example, the reflector is attached to the side surfaces in such a way that the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip are at least partially or completely covered by the reflector. Alternatively or additionally, the side surfaces of the intermediate layer can be partially or completely covered by the reflector. In addition, the side surfaces of the optical element can also be partially or completely covered by the reflector. The reflector can comprise a matrix material, such as, for example, a plastic such as a silicone, in which light-scattering particles, for example titanium dioxide particles, are embedded. For example, the reflector can be attached to the side surfaces by means of dispensing or an injection molding technique and then cured.

Alternativ kann der Reflektor aus einem Material gebildet sein, welches ein Metall oder mehrere Metalle umfasst. Beispielsweise kann der Reflektor aus einer metallischen Legierung gebildet sein. Vorteilhafterweise kann durch den Reflektor Licht, welches im optoelektronischen Halbleiterchip erzeugt wird und durch die Seitenflächen austritt, reflektiert werden. Dadurch kann Emission von Strahlung in lateraler Ebene weitgehend vermieden werden.Alternatively, the reflector can be formed from a material which comprises one metal or a plurality of metals. For example, the reflector can be formed from a metallic alloy. Advantageously, light which is generated in the optoelectronic semiconductor chip and exits through the side surfaces can be reflected by the reflector. As a result, emission of radiation in the lateral plane can largely be avoided.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst in einem Verfahrensschritt A) zumindest ein optoelektronischer Halbleiterchip bereitgestellt. Weiter wird in einem Verfahrensschritt B) eine Zwischenschicht, die aus einem niedrig brechenden Material gebildet ist, auf einer Strahlungsseite des optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht. Der Brechungsindex des niedrig brechenden Materials beträgt dabei höchstens 1,3. In einem weiteren Verfahrensschritt C) wird ein optisches Element auf einer von der Strahlungsseite abgewandten Seite der Zwischenschicht aufgebracht. Das optische Element weist dabei einen Brechungsindex von zumindest 1,65 auf. Eine von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche wird mit einer Auskoppelstruktur strukturiert. Weiter wird in einem Verfahrensschritt D) ein Reflektor an Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips und/oder der Zwischenschicht und/oder des optischen Elements angebracht. Die Seitenflächen verlaufen dabei quer zur Strahlungsseite.According to at least one embodiment of the method, at least one optoelectronic semiconductor chip is initially provided in a method step A). Furthermore, in a method step B), an intermediate layer which is formed from a low refractive index material is applied to a radiation side of the optoelectronic semiconductor chip. The refractive index of the low refractive index material is at most 1.3. In a further method step C), an optical element is applied to a side of the intermediate layer facing away from the radiation side. The optical element has a refractive index of at least 1.65. A surface facing away from the intermediate layer is structured with a coupling-out structure. Furthermore, in a method step D), a reflector is attached to side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip and / or the intermediate layer and / or the optical element. The side surfaces run transversely to the radiation side.

Einem hier beschriebenen Verfahren liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Die Abstrahlcharakteristik eines optoelektronischen Halbleiterchips, wie beispielsweise einer Leuchtdiode, bei dem ein Großteil der erzeugten Strahlung über eine einzige Strahlungsseite emittiert wird, entspricht in guter Näherung der eines Lambert-Strahlers. Um die Abstrahlcharakteristik dahingehend zu verbessern, dass die Emission von Strahlung in eine Richtung senkrecht zur Strahlungsseite gegenüber der eines Lambert-Strahlers erhöht ist, kann die Strahlungsseite des Halbleiterchips gezielt strukturiert werden. Alternativ kann eine sogenannte Brightness-Enhancement-Folie verwendet werden, durch die Licht in einem begrenzten Emissionswinkel transmittiert wird. Dabei ist es normalerweise notwendig, dass zwischen der Strahlungsseite des optoelektronischen Halbleiterchips und der Folie ein Luftspalt vorhanden ist. Beiden Herstellungsprozessen ist dabei gemein, dass sie aufwendig zu realisieren und damit kostenintensiv sind. Alternativ kann die Folie mit einem Klebstoff an der Oberfläche des Halbleiterchips befestigt werden. Allerdings lässt sich aufgrund des geringen Unterschieds der Brechungsindizes des Klebstoffs und der Folie die Abstrahlcharakteristik nur unwesentlich verbessern.A method described here is based, among other things, on the following considerations. The radiation characteristics of an optoelectronic semiconductor chip, such as a light-emitting diode, in which a large part of the radiation generated is emitted via a single radiation side, corresponds to a good approximation to that of a Lambert radiator. In order to improve the radiation characteristics in such a way that the emission of radiation in a direction perpendicular to the radiation side is increased compared to that of a Lambert radiator, the radiation side of the semiconductor chip can be structured in a targeted manner. Alternatively, what is known as a brightness enhancement film can be used, through which light is transmitted at a limited emission angle. It is normally necessary for an air gap to be present between the radiation side of the optoelectronic semiconductor chip and the film. What both manufacturing processes have in common is that they are complex to implement and therefore cost-intensive. Alternatively, the film can be attached to the surface of the semiconductor chip with an adhesive. However, due to the small difference in the refractive indices of the adhesive and the film, the radiation characteristics can only be improved insignificantly.

Das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch ein optisches Element zu verwenden, welches die Abstrahlcharakteristik in ähnlicher Weise wie eine Brightness-Enhancement-Folie beeinflusst und einen Brechungsindex von zumindest 1,65 aufweist. Durch diesen hohen Brechungsindex kann der Luftspalt zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und dem optischen Element durch ein niedrig brechendes Material mit einem Brechungsindex von höchstens 1,3 ersetzt werden. Das optische Element weist dabei eine Auskoppelstruktur auf, wodurch eine Verbesserung der Abstrahlcharakteristik erreicht wird. The method described here for producing an optoelectronic component now makes use, inter alia, of the idea of using an optical element which influences the emission characteristic in a similar way to a brightness enhancement film and has a refractive index of at least 1.65. Because of this high refractive index, the air gap between the optoelectronic semiconductor chip and the optical element can be replaced by a low-refractive material with a refractive index of at most 1.3. The optical element has a coupling-out structure, which improves the emission characteristic.

Vorteilhafterweise ermöglicht ein derartiges Verfahren die Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, dessen Emission innerhalb eines Winkelbereichs von ± 45° bis ± 60° auf Kosten der Emission in größere Winkelbereiche erhöht ist. Die Winkel werden dabei gegen die optische Achse des optoelektronischen Bauelements gemessen.Such a method advantageously enables the production of an optoelectronic component, the emission of which is increased within an angular range of ± 45 ° to ± 60 ° at the expense of the emission in larger angular ranges. The angles are measured against the optical axis of the optoelectronic component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements werden die Verfahrensschritte A) bis D) in der oben angegebenen Reihenfolge ausgeführt.In accordance with at least one embodiment of the method for producing an optoelectronic component, method steps A) to D) are carried out in the order specified above.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements werden die Verfahrensschritte A) bis C) in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt und der Verfahrensschritt D) vor dem Verfahrensschritt B) oder vor dem Verfahrensschritt C) ausgeführt. Beispielsweise wird der Reflektor nach dem Verfahrensschritt A) an den Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips angebracht. In diesem Fall bedeckt der Reflektor die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips zumindest teilweise. Die Seitenflächen der Zwischenschicht und des optischen Elements sind dann frei von dem Reflektor. Somit beträgt die Reihenfolge der Verfahrensschritte beispielsweise A), D), B), C) .In accordance with at least one embodiment of the method for producing an optoelectronic component, method steps A) to C) are carried out in the specified order and method step D) is carried out before method step B) or before method step C). For example, according to method step A), the reflector is attached to the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip. In this In this case, the reflector at least partially covers the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip. The side surfaces of the intermediate layer and the optical element are then free of the reflector. The sequence of the method steps is thus, for example, A), D), B), C).

Alternativ kann der Reflektor angebracht werden, nachdem die Zwischenschicht auf der Strahlungsseite des optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht wurde. Somit kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte A), B), D), C) sein. In diesem Fall kann der Reflektor insbesondere die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips sowie der Zwischenschicht zum Teil bedecken. Durch die Anbringung des Reflektors vor der Anbringung des optischen Elements können Seitenflächen des optischen Elements gezielt frei von dem Reflektor gehalten werden. Vorteilhafterweise kann dadurch zusätzlich die strukturierte Oberfläche des optischen Elements besonders einfach frei von dem Reflektor gehalten werden.Alternatively, the reflector can be attached after the intermediate layer has been applied to the radiation side of the optoelectronic semiconductor chip. The sequence of process steps A), B), D), C) can thus be. In this case, the reflector can in particular partially cover the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip and the intermediate layer. By attaching the reflector before attaching the optical element, side surfaces of the optical element can be kept free of the reflector in a targeted manner. In this way, the structured surface of the optical element can advantageously also be kept free of the reflector in a particularly simple manner.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in Verfahrensschritt C) das optische Element hergestellt. Dazu wird ein hoch brechendes Material mit einem Brechungsindex von zumindest 1,65 auf einer von der Strahlungsseite abgewandten Seite der Zwischenschicht aufgebracht. Bevorzugt wird das hoch brechende Material direkt aufgebracht. Beispielsweise basiert das hoch brechende Material auf einer Silikonmatrix, in welcher hoch brechende Nanopartikel eingebracht sind. Bevorzugt weist das hoch brechende Material einen Brechungsindex von zumindest 1,7 auf. Beispielsweise wird das hoch brechende Material durch einen Sprüh- oder Dispensprozess in einer Dicke von mehreren Mikrometern aufgebracht. Dabei kann das hoch brechende Material in einer flüssigen oder zähflüssigen Form vorliegen. Insbesondere kann das hoch brechende Material nach dem Aufbringen formbar sein.According to at least one embodiment of the method, the optical element is produced in method step C). For this purpose, a highly refractive material with a refractive index of at least 1.65 is applied to a side of the intermediate layer facing away from the radiation side. The highly refractive material is preferably applied directly. For example, the highly refractive material is based on a silicone matrix in which highly refractive nanoparticles are introduced. The high refractive index material preferably has a refractive index of at least 1.7. For example, the highly refractive material is applied to a thickness of several micrometers using a spraying or dispensing process. The highly refractive material can be in a liquid or viscous form. In particular, the high-index material can be malleable after application.

Anschließend wird eine Schablone mit einem Negativ der Auskoppelstruktur auf die von der Zwischenschicht abgewandte Fläche des hoch brechenden Materials aufgebracht. Dadurch erhält diese Fläche die durch die Schablone vorgegebene Auskoppelstruktur. Beispielsweise verdrängt das Aufdrücken der Schablone das hoch brechende Material derart, dass das Negativ der Auskoppelstruktur durch das hoch brechende Material vollständig ausgefüllt wird.A template with a negative of the coupling-out structure is then applied to the surface of the high-refractive index material facing away from the intermediate layer. This gives this surface the coupling-out structure specified by the template. For example, pressing on the template displaces the high refractive index material in such a way that the negative of the coupling-out structure is completely filled by the high refractive index material.

Nachfolgend wird das hoch brechende Material ausgehärtet. Beispielsweise wird das hoch brechende Material dazu mit UV-Licht belichtet. Alternativ oder zusätzlich kann das Material thermisch, wie beispielsweise durch Erwärmung, ausgehärtet werden. Nach dem Aushärten des hoch brechenden Materials wird die Schablone entfernt. Vorteilhafterweise lassen sich durch das Aufprägen der Oberflächenstruktur mittels einer Schablone besonders vielfältige Oberflächenstrukturen realisieren.The highly refractive material is then cured. For example, the highly refractive material is exposed to UV light for this purpose. As an alternative or in addition, the material can be cured thermally, for example by heating. After the highly refractive material has hardened, the template is removed. By embossing the surface structure using a template, particularly diverse surface structures can advantageously be realized.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in dem Verfahrensschritt C) das optische Element als ein vorgefertigtes Plättchen aufgebracht. Das Plättchen ist dabei aus einem hoch brechenden Material, wie zum Beispiel Saphir oder einem hoch brechenden Glas gebildet. Die von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche des Plättchens wird in einem vorgelagerten Verfahrensschritt mit einer Auskoppelstruktur versehen. Insbesondere wird das Plättchen mittels Kleben aufgebracht. Beispielsweise ist die Oberfläche des Plättchens, die der strukturierten Oberfläche gegenüberliegt, plan. Beispielsweise wird die plane Seite des Plättchens mittels eines Klebstoffes mit der Zwischenschicht verbunden. Der Klebstoff basiert beispielsweise auf Silikon und weist einen Brechungsindex von zumindest 1,4 auf.According to at least one embodiment of the method, the optical element is applied as a prefabricated plate in method step C). The plate is made of a highly refractive material such as sapphire or a highly refractive glass. The surface of the platelet facing away from the intermediate layer is provided with a coupling-out structure in a preceding process step. In particular, the plate is applied by gluing. For example, the surface of the plate that is opposite the structured surface is flat. For example, the flat side of the plate is connected to the intermediate layer by means of an adhesive. The adhesive is based on silicone, for example, and has a refractive index of at least 1.4.

Alternativ weist die Zwischenschicht klebende Eigenschaften auf. In diesem Fall wird das Plättchen direkt auf die Zwischenschicht aufgebracht.Alternatively, the intermediate layer has adhesive properties. In this case, the plate is applied directly to the intermediate layer.

Das Plättchen kann beispielsweise durch einen Trockenätzprozess strukturiert werden. Dabei kann eine Maske zum Einsatz kommen, die während des Ätzprozesses allmählich abgetragen wird. Dadurch lässt sich die Form der Maske auf das Plättchen übertragen. Vorteilhafterweise lässt sich ein solcher Ätzprozess mit einer Vielzahl von Materialien durchführen. Alternativ kann das Material, aus welchem das Plättchen gebildet ist, auf einer Folie aufgedampft oder aufgesputtert werden. Die Folie weist dabei ein Negativ der Auskoppelstruktur der strukturierten Oberfläche auf. Vorteilhafterweise lässt sich so das Plättchen besonders kostengünstig herstellen.The platelet can be structured, for example, using a dry etching process. A mask can be used, which is gradually removed during the etching process. This allows the shape of the mask to be transferred to the plate. Such an etching process can advantageously be carried out with a large number of materials. Alternatively, the material from which the platelet is formed can be vapor-deposited or sputtered onto a film. The film has a negative of the coupling-out structure of the structured surface. In this way, the small plate can advantageously be manufactured particularly cost-effectively.

Vorteilhafterweise lässt sich durch die Verwendung eines Plättchens als optisches Element ein optisches Element herstellen, welches einen besonders hohen Brechungsindex aufweist. Beispielsweise kann der Brechungsindex einen Wert von bis zu höchstens 1,8 aufweisen.By using a plate as the optical element, an optical element can advantageously be produced which has a particularly high refractive index. For example, the refractive index can have a value of up to a maximum of 1.8.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Verfahrensschritt B) eine Konverterschicht auf der Strahlungsseite des optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht. Beispielsweise ist die Konverterschicht dazu eingerichtet, einen Teil von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierten Strahlung in Strahlung größerer Wellenlänge umzuwandeln. Die Konverterschicht kann dabei ein Matrixmaterial umfassen, wie zum Beispiel ein Silikon, in welches Konverterpartikel eingefasst sind. Beispielsweise wird die Konverterschicht mittels Dispensen oder durch einen Sprühprozess aufgebracht. Die Konverterschicht kann dabei in einer Dicke von beispielsweise einschließlich 10 µm bis einschließlich 200 µm aufgebracht werden, wobei die Dicke eine Erstreckung senkrecht zur Strahlungsseite ist. Typischerweise beträgt die Dicke der Konverterschicht beispielsweise zwischen einschließlich 40 µm und einschließlich 120 µm.According to at least one embodiment of the method, a converter layer is applied to the radiation side of the optoelectronic semiconductor chip before method step B). For example, the converter layer is set up to convert part of the radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip into radiation of greater wavelength. The converter layer can comprise a matrix material, such as a silicone, in which converter particles are enclosed. For example, the converter layer is applied by means of dispensing or a spray process. The converter layer can have a thickness of, for example, 10 μm up to and including including 200 μm, the thickness being an extension perpendicular to the radiation side. The thickness of the converter layer is typically between 40 μm and 120 μm inclusive, for example.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in Verfahrensschritt A) eine Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips auf einer Trägeroberseite eines Trägers bereitgestellt. Eine Montageseite eines jeden Halbleiterchips ist dabei mit der Trägeroberseite verbunden. Beispielsweise ist die Montageseite über ein Verbindungsmittel, wie zum Beispiel ein Kleber, mit der Trägeroberseite verbunden. Die Montageseite ist diejenige Seite des Halbleiterchips, die der Strahlungsseite gegenüberliegt. Die optoelektronischen Halbleiterchips werden beabstandet voneinander auf dem Träger angeordnet. Beispielsweise beträgt ein Abstand zweier benachbarter optoelektronischer Halbleiterchips zwischen einschließlich 200 µm und einschließlich 10 mm, insbesondere zwischen einschließlich 500 µm und einschließlich 2000 µm. Beispielsweise umfasst der Träger mindestens ein keramisches Material und/oder mindestens ein Metall.In accordance with at least one embodiment of the method, in method step A) a multiplicity of optoelectronic semiconductor chips are provided on a carrier top side of a carrier. A mounting side of each semiconductor chip is connected to the carrier top. For example, the mounting side is connected to the top side of the carrier via a connecting means, such as an adhesive. The mounting side is the side of the semiconductor chip that is opposite the radiation side. The optoelectronic semiconductor chips are arranged on the carrier at a distance from one another. For example, a distance between two adjacent optoelectronic semiconductor chips is between 200 μm and 10 mm inclusive, in particular between 500 μm and 2000 μm inclusive. For example, the carrier comprises at least one ceramic material and / or at least one metal.

Alternativ kann der Träger eine Folie sein. Vorteilhafterweise kann bei der Verwendung einer Folie der Abstand zwischen den optoelektronischen Halbleiterchips durch Dehnung der Folie gezielt verändert werden.Alternatively, the carrier can be a film. When using a film, the distance between the optoelectronic semiconductor chips can advantageously be changed in a targeted manner by stretching the film.

Der Träger kann als ein dauerhafter oder ein temporärer Träger vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Träger nach dem Herstellungsprozess ein Teil des optoelektronischen Bauelements sein. Alternativ kann der Träger nur bei einzelnen Verfahrensschritten oder während des gesamten Verfahrens verwendet werden. Der Träger kann zum Beispiel nach einzelnen Verfahrensschritten abgelöst werden. Beispielsweise können in weiteren Verfahrensschritten zusätzliche und/oder andere Träger verwendet werden, die sich von dem ursprünglichen Träger unterscheiden.The carrier can be provided as a permanent or a temporary carrier. For example, the carrier can be part of the optoelectronic component after the manufacturing process. Alternatively, the carrier can only be used in individual process steps or during the entire process. The carrier can, for example, be removed after individual process steps. For example, additional and / or different carriers that differ from the original carrier can be used in further process steps.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform dieses Verfahrens wird innerhalb der Verfahrensschritte B) und C) auf Bereiche der Trägeroberseite zwischen den Halbleiterchips niedrig brechendes Material, wie es für die Zwischenschicht verwendet wird, und/oder hoch brechendes Material, wie es für das optische Element verwendet wird, auf der Trägeroberseite aufgebracht. Beispielsweise wird während des Verfahrensschritts B) niedrig brechendes Material, welches auf der Strahlungsseite der optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht wird, auch auf der Trägeroberseite aufgebracht.According to at least one embodiment of this method, within method steps B) and C), low refractive index material, as used for the intermediate layer, and / or high refractive index material, as used for the optical element, is applied to regions of the carrier top between the semiconductor chips, applied to the top of the carrier. For example, during method step B), low-refractive-index material which is applied to the radiation side of the optoelectronic semiconductor chips is also applied to the top side of the carrier.

Alternativ oder zusätzlich kann in Verfahrensschritt C) hoch brechendes Material, aus welchem das optische Element gebildet ist, auch auf der Trägeroberseite aufgebracht werden. Somit kann beispielsweise auf der Trägeroberseite eine Schicht aus niedrig brechendem Material aufgebracht sein, auf der wiederum eine Schicht aus hoch brechendem Material aufgebracht sein kann. Insbesondere kann die Schicht aus niedrig brechendem Material in direktem Kontakt mit der Trägeroberseite stehen und die Schicht aus hoch brechendem Material in direktem Kontakt mit dem niedrig brechenden Material stehen.As an alternative or in addition, in method step C) high refractive index material, from which the optical element is formed, can also be applied to the upper side of the carrier. Thus, for example, a layer of low refractive index material can be applied to the carrier top, on which in turn a layer of high refractive index material can be applied. In particular, the layer made of low refractive index material can be in direct contact with the carrier top and the layer made of high refractive index material can be in direct contact with the low refractive index material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden vor den Verfahrensschritten B) und C) Bereiche der Oberseite des Trägers, die frei liegen, mit einer Maskierung versehen. Die Maskierung bedeckt dabei beispielsweise alle Bereiche der Trägeroberseite, auf denen sich kein optoelektronischer Halbeiterchip befindet. Die Maskierung wird nach den Verfahrensschritten B) und C) entfernt. Somit bleiben die Bereiche der Trägeroberseite, die maskiert wurden, frei von niedrig brechendem Material, wie es für die Zwischenschicht verwendet wird, und/oder hoch brechendem Material, wie es für das optische Element verwendet wird.According to at least one embodiment of the method, before method steps B) and C), areas of the upper side of the carrier that are exposed are provided with a mask. The masking covers, for example, all areas of the carrier top on which there is no optoelectronic semiconductor chip. The masking is removed after process steps B) and C). Thus, the areas of the carrier upper side that have been masked remain free of low-refractive-index material, as is used for the intermediate layer, and / or high-refractive-index material, as is used for the optical element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden innerhalb des Verfahrensschrittes D) Bereiche zwischen benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips jeweils mit einem Reflektormaterial zumindest teilweise aufgefüllt. Beispielsweise wird das Reflektormaterial mittels Dispensen oder Spritzgusstechnik aufgebracht. Insbesondere ist der Reflektor aus dem Reflektormaterial gebildet.In accordance with at least one embodiment of the method, within method step D), regions between adjacent optoelectronic semiconductor chips are each at least partially filled with a reflector material. For example, the reflector material is applied by means of dispensing or injection molding. In particular, the reflector is formed from the reflector material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden in einem weiteren Verfahrensschritt der Reflektor und/oder der Träger jeweils in einem Bereich zwischen zwei benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips durchtrennt. Somit entsteht dadurch ein fertiges optoelektronisches Bauelement. Beispielsweise wird der Reflektor derart durchtrennt, dass zwei benachbarte Halbleiterbauelemente nur noch über den Träger in Kontakt stehen und nicht mehr über den Reflektor. Alternativ oder zusätzlich wird der Träger durchtrennt, sodass zwei benachbarte optoelektronische Halbleiterbauelemente lediglich über den Reflektor in Kontakt miteinander stehen oder benachbarte optoelektronische Halbleiterbauelemente in keinerlei Kontakt zueinander stehen. Beispielsweise werden der Reflektor und/oder der Träger durch Sägen durchtrennt.In accordance with at least one embodiment of the method, in a further method step the reflector and / or the carrier are each severed in a region between two adjacent optoelectronic semiconductor chips. A finished optoelectronic component is thus created. For example, the reflector is severed in such a way that two adjacent semiconductor components are only in contact via the carrier and no longer via the reflector. Alternatively or additionally, the carrier is severed so that two adjacent optoelectronic semiconductor components are only in contact with one another via the reflector or that adjacent optoelectronic semiconductor components are in no contact with one another. For example, the reflector and / or the carrier are cut through by sawing.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Verfahrensschritt C) auf die strukturierte Oberfläche des optischen Elements eine Planarisierungsschicht mit einem Brechungsindex von höchstens 1,3 aufgebracht. Bevorzugt beträgt der Brechungsindex der Planarisierungsschicht höchstens 1,2, besonders bevorzugt höchstens 1,15. Die Planarisierungsschicht füllt dabei die Auskoppelstruktur komplett auf, sodass die Planarisierungsschicht eine Planfläche ausbildet. Beispielsweise ist die Planfläche parallel zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite. Beispielsweise besitzt das Material, aus welchem die Planarisierungsschicht gebildet ist, die gleiche Zusammensetzung wie das Material der Zwischenschicht. Vorteilhafterweise lässt sich durch eine Planarisierung die strukturierte Oberfläche des optischen Elements besonders gut gegen Umwelteinflüsse schützen.According to at least one embodiment of the method, after method step C), a planarization layer with a refractive index of at most 1.3 is applied to the structured surface of the optical element. The refractive index of the planarization layer is preferably at most 1.2, in particular preferably at most 1.15. The planarization layer completely fills the coupling-out structure so that the planarization layer forms a flat surface. For example, the plane surface is parallel to the main extension plane of the radiation side. For example, the material from which the planarization layer is formed has the same composition as the material of the intermediate layer. The structured surface of the optical element can advantageously be protected particularly well against environmental influences by means of a planarization.

Es wird des Weiteren ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Das optoelektronische Bauelement kann insbesondere durch ein hier beschriebenes Verfahren hergestellt werden. Das heißt, sämtliche für das Verfahren offenbarten Merkmale sind auch für das optoelektronische Bauelement offenbart und umgekehrt.An optoelectronic component is also specified. The optoelectronic component can in particular be produced by a method described here. That is to say that all of the features disclosed for the method are also disclosed for the optoelectronic component and vice versa.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements umfasst das optoelektronische Bauelement einen optoelektronischen Halbleiterchip mit einer Strahlungsseite. Beispielsweise ist durch die Hauptabstrahlrichtung eine optische Achse des optoelektronischen Bauelements gegeben.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the optoelectronic component comprises an optoelectronic semiconductor chip with a radiation side. For example, an optical axis of the optoelectronic component is given by the main emission direction.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement eine Zwischenschicht. Die Zwischenschicht ist aus einem niedrig brechenden Material gebildet und weist einen Brechungsindex von höchstens 1,3 auf. Die Zwischenschicht ist an der Strahlungsseite angeordnet. Beispielsweise ist die Zwischenschicht über der Strahlungsseite angeordnet. „Über“ bedeutet vorliegend, dass die Zwischenschicht in einer Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauelements der Strahlungsseite nachgeordnet ist. Beispielsweise kann die Zwischenschicht in direktem Kontakt mit der Strahlungsseite stehen. Beispielsweise beträgt die laterale Ausdehnung der Zwischenschicht zumindest 90 % oder zumindest 95 % der lateralen Ausdehnung der Strahlungsseite. Bevorzugt beträgt die laterale Ausdehnung der Zwischenschicht 100 % der lateralen Ausdehnung der Strahlungsseite. Beispielsweise ist die Zwischenschicht zusammenhängend, insbesondere einfach zusammenhängend, ausgebildet.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic component comprises an intermediate layer. The intermediate layer is made of a low refractive index material and has a refractive index of at most 1.3. The intermediate layer is arranged on the radiation side. For example, the intermediate layer is arranged over the radiation side. In the present case, “over” means that the intermediate layer is arranged downstream of the radiation side in a main emission direction of the optoelectronic component. For example, the intermediate layer can be in direct contact with the radiation side. For example, the lateral extent of the intermediate layer is at least 90% or at least 95% of the lateral extent of the radiation side. The lateral extent of the intermediate layer is preferably 100% of the lateral extent of the radiation side. For example, the intermediate layer is contiguous, in particular simply contiguous.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist dieses ein optisches Element auf. Das optische Element ist über der Zwischenschicht angeordnet, sprich das optische Element ist in der Hauptabstrahlrichtung des optoelektronischen Bauelements der Zwischenschicht nachgeordnet. Eine von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche des optischen Elements weist eine Auskoppelstruktur auf. Das optische Element weist einen Brechungsindex von zumindest 1,65 auf.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the latter has an optical element. The optical element is arranged above the intermediate layer, that is to say the optical element is arranged downstream of the intermediate layer in the main emission direction of the optoelectronic component. A surface of the optical element facing away from the intermediate layer has a coupling-out structure. The optical element has a refractive index of at least 1.65.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist dieses einen Reflektor auf. Der Reflektor bedeckt die schräg zur Strahlungsseite stehenden Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips und/oder der Zwischenschicht und/oder des optischen Elements zumindest teilweise. Beispielsweise ist eine Seite des Reflektors, die parallel zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite verläuft, plan. Eine plane Seite hat den Vorteil, dass das optoelektronische Bauelement besonders gut handhabbar ist.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the latter has a reflector. The reflector at least partially covers the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip and / or the intermediate layer and / or the optical element that are inclined to the radiation side. For example, one side of the reflector that runs parallel to the main extension plane of the radiation side is flat. A flat side has the advantage that the optoelectronic component is particularly easy to handle.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist die Zwischenschicht eine Dicke von zumindest 300 nm auf. Die Dicke wird dabei in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite gemessen. Bevorzugt weist die Zwischenschicht eine Dicke von zumindest 500 nm auf. Besonders bevorzugt ist die Dicke beispielsweise derart gewählt, dass Interferenzeffekte aufgrund der Dicke der Schicht vermieden werden.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the intermediate layer has a thickness of at least 300 nm. The thickness is measured in a direction perpendicular to the main plane of extent of the radiation side. The intermediate layer preferably has a thickness of at least 500 nm. The thickness is particularly preferably selected, for example, in such a way that interference effects due to the thickness of the layer are avoided.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Auskoppelstruktur vollständig oder zum Teil aus Prismen gebildet. Dabei weisen die Prismen bevorzugt einen Anstellwinkel der Seitenflächen gegenüber der der Zwischenschicht zugewandten Grundfläche auf, der zwischen einschließlich 35° und einschließlich 55° liegt. Die Prismen sind entlang eines regelmäßigen Streifenrasters angeordnet, wobei ein Abstand zweier zueinander benachbarter Rasterlinien jeweils zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm beträgt. In Draufsicht auf das optische Element können die Rasterlinien beispielsweise parallel zu einer Seitenfläche des optischen Elements verlaufen. Die Prismen sind beispielsweise als Rillen oder Riffel ausgebildet, die parallel zueinander verlaufen. Insbesondere kann die Auskoppelstruktur als Prismenstreifen gebildet sein.According to at least one embodiment, the coupling-out structure is formed completely or partially from prisms. The prisms preferably have an angle of incidence of the side surfaces with respect to the base surface facing the intermediate layer, which is between 35 ° and 55 ° inclusive. The prisms are arranged along a regular grid of stripes, the distance between two adjacent grid lines being between 4 μm and 100 μm inclusive. In a plan view of the optical element, the raster lines can run parallel to a side face of the optical element, for example. The prisms are designed, for example, as grooves or corrugations that run parallel to one another. In particular, the coupling-out structure can be formed as a prism strip.

Beispielsweise weisen die Prismen in Seitenansicht, also in Ansicht einer Seitenfläche des optischen Elements, einen dreieckigen Querschnitt auf. Insbesondere können die Prismen einen Querschnitt in Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen. Beispielsweise befindet sich der rechte Winkel zwischen einer Grundseite und einer Höhe des Dreiecks. Die Grundseite liegt dabei in einer Ebene, die sich parallel zur Zwischenschicht erstreckt und die Höhe steht senkrecht auf dieser Ebene, also parallel zur optischen Achse. Der Anstellwinkel wird dann beispielsweise zwischen der Grundseite und der Hypotenuse des Dreiecks gemessen. For example, the prisms have a triangular cross section in a side view, that is to say in a view of a side face of the optical element. In particular, the prisms can have a cross section in the form of a right triangle. For example, the right angle is between a base and a height of the triangle. The base side lies in a plane that extends parallel to the intermediate layer and the height is perpendicular to this plane, that is, parallel to the optical axis. The angle of attack is then measured, for example, between the base and the hypotenuse of the triangle.

Beispielsweise hat der Anstellwinkel einen Wert zwischen einschließlich 40° und einschließlich 50°, bevorzugt zwischen einschließlich 43° und einschließlich 47°.For example, the angle of attack has a value between 40 ° and inclusive 50 °, preferably between 43 ° and 47 ° inclusive.

Alternativ weisen die Prismen in Seitenansicht beispielsweise einen Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks auf. Eine Basis eines gleichschenkligen Dreiecks liegt dabei in einer Ebene, die sich parallel zur Zwischenschicht erstreckt. Der Anstellwinkel wird in diesem Fall gegenüber einer der gleich langen Seiten des gleichschenkligen Dreiecks gemessen. Beispielsweise hat der Anstellwinkel einen Wert zwischen einschließlich 40° und einschließlich 50°, bevorzugt zwischen einschließlich 43° und einschließlich 47°.Alternatively, in a side view, the prisms have, for example, a cross section of an isosceles triangle. A base of an isosceles triangle lies in a plane that extends parallel to the intermediate layer. In this case, the angle of attack is measured against one of the sides of the isosceles triangle of equal length. For example, the angle of attack has a value between 40 ° and 50 ° inclusive, preferably between 43 ° and 47 ° inclusive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Auskoppelstruktur vollständig oder zum Teil aus Pyramiden gebildet. Dabei weisen die Pyramiden einen Anstellwinkel zwischen einschließlich 35° und 55° auf. Die Pyramiden sind an Schnittpunkten eines regelmäßigen quadratischen Rasters angeordnet, wobei ein Abstand zwischen zwei benachbarten Schnittpunkten zwischen einschließlich 4 µm und 100 µm beträgt. Beispielsweise haben die Pyramiden jeweils eine quadratische Grundfläche. Insbesondere können sie gerade Pyramiden sein. Der Anstellwinkel wird zwischen der Grundfläche einer Pyramide und deren Mantelfläche gemessen. Beispielsweise der Anstellwinkel einen Wert zwischen einschließlich 40° und einschließlich 50°, bevorzugt zwischen einschließlich 43° und einschließlich 47°. Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung quadratischer Pyramiden die Oberfläche des optischen Elements besonders dicht mit diesen Strukturen versehen werden.According to at least one embodiment, the coupling-out structure is formed completely or partially from pyramids. The pyramids have an angle of attack between 35 ° and 55 °. The pyramids are arranged at points of intersection of a regular square grid, the distance between two adjacent points of intersection being between 4 µm and 100 µm, inclusive. For example, the pyramids each have a square base. In particular, they can be straight pyramids. The angle of attack is measured between the base of a pyramid and its outer surface. For example, the angle of attack has a value between 40 ° and 50 ° inclusive, preferably between 43 ° and 47 ° inclusive. By using square pyramids, the surface of the optical element can advantageously be provided with these structures particularly densely.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Auskoppelstruktur vollständig oder zum Teil aus kuppelförmigen Strukturen gebildet. Die Kuppeln sind an den Eckpunkten eines regelmäßigen hexagonalen Rasters angeordnet, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Eckpunkten zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm beträgt. Beispielsweise können die kuppelförmigen Strukturen Kugelsegmente, insbesondere Halbkugeln, sein. Vorteilhafterweise können kuppelförmige Strukturen, beispielsweise in einem hexagonalen Raster, besonders dicht auf der Oberfläche des optischen Elements gepackt werden.According to at least one embodiment, the coupling-out structure is formed completely or partly from dome-shaped structures. The domes are arranged at the corner points of a regular hexagonal grid, the distance between two adjacent corner points being between 4 µm and 100 µm inclusive. For example, the dome-shaped structures can be spherical segments, in particular hemispheres. Advantageously, dome-shaped structures, for example in a hexagonal grid, can be packed particularly tightly on the surface of the optical element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das optische Element seitlich von einem Rahmen umschlossen. Der Rahmen umrandet zumindest die Auskoppelstruktur der strukturierten Oberfläche. Der Rahmen weist dabei bevorzugt eine Höhe auf, die größer oder gleich einer maximalen Höhe der Auskoppelstruktur ist. Die Höhe ist dabei eine Erstreckung des Rahmens beziehungsweise der Auskoppelstruktur senkrecht zur Strahlungsseite. Beispielsweise bildet der Rahmen zumindest einen Teil der Seitenflächen des optischen Elements. Beispielsweise umfasst der Rahmen das gleiche Material wie das optische Element. Insbesondere kann der Rahmen im selben Herstellungsschritt wie das optische Element hergestellt worden sein. Vorteilhafterweise bietet ein solcher Rahmen Schutz für die Auskoppelstruktur. Die Auskoppelstruktur ist dadurch beispielsweise bei einer möglichen Weiterverarbeitung geschützt. Insbesondere bei der Anbringung des Reflektors kann der Rahmen ein Einlaufen eines Materials, aus welchem der Reflektor gebildet ist, in die Auskoppelstruktur vermeiden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Planarisierung der strukturierten Oberfläche, da das Aufbringen des Materials zur Planarisierung durch den Rahmen erleichtert wird.According to at least one embodiment, the optical element is laterally enclosed by a frame. The frame borders at least the coupling-out structure of the structured surface. The frame preferably has a height that is greater than or equal to a maximum height of the coupling-out structure. The height is an extension of the frame or the coupling-out structure perpendicular to the radiation side. For example, the frame forms at least part of the side surfaces of the optical element. For example, the frame comprises the same material as the optical element. In particular, the frame can have been produced in the same production step as the optical element. Such a frame advantageously offers protection for the coupling-out structure. The coupling-out structure is thereby protected, for example, in the event of possible further processing. In particular when attaching the reflector, the frame can prevent a material from which the reflector is formed from running into the coupling-out structure. Another advantage results from the planarization of the structured surface, since the application of the material for the planarization is facilitated by the frame.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist die mittlere Leuchtdichte in einem Winkelbereich von -45° bis +45° um zumindest 5 % gegenüber der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers erhöht. Der Winkel wird dabei gegen eine Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite gemessen. Anders ausgedrückt, der Winkel wird gegen die optische Achse des optoelektronischen Bauelements gemessen.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the mean luminance is increased in an angular range from -45 ° to + 45 ° by at least 5% compared to the mean luminance of a Lambert radiator. The angle is measured against a direction perpendicular to the main extension plane of the radiation side. In other words, the angle is measured with respect to the optical axis of the optoelectronic component.

Beispielsweise beträgt die mittlere Leuchtdichte in einem Winkelbereich von -45° bis +45° zumindest 105 %, insbesondere zumindest 110 % der mittlere Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers im gleichen Winkelbereich.For example, the mean luminance in an angular range from -45 ° to + 45 ° is at least 105%, in particular at least 110% of the mean luminance of a Lambert radiator in the same angular range.

In einem Winkelbereich von -20° bis +20° kann die mittlere Leuchtdichte beispielsweise zumindest 105 % oder zumindest 110 % oder zumindest 115 % der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers betragen im gleichen Winkelbereich. Die mittlere Leuchtdichte des optoelektronischen Bauelements kann beispielsweise in einem Winkelbereich von -60° bis +60° gegenüber der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers im gleichen Winkelbereich erhöht sein.In an angular range from -20 ° to + 20 °, the mean luminance can be, for example, at least 105% or at least 110% or at least 115% of the mean luminance of a Lambert radiator in the same angular range. The mean luminance of the optoelectronic component can, for example, be increased in an angular range from -60 ° to + 60 ° compared to the mean luminance of a Lambert radiator in the same angular range.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich der Reflektor von einer von der Strahlungsseite abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips bis zumindest der Unterseite des optischen Elements. Die Unterseite des optischen Elements ist dabei die Seite, die dessen strukturierten Oberseite gegenüberliegt. Der Reflektor reicht beispielsweise - im Rahmen der Herstellungstoleranz - bis zur Unterseite des optischen Elements. Insbesondere sind in diesem Fall die Seitenflächen des optischen Elements nicht durch den Reflektor gedeckt. Vorteilhafterweise ist dadurch die Auskoppelstruktur gegen ein mögliches Eindringen des Reflektormaterials während des Herstellungsverfahrens geschützt.In accordance with at least one embodiment, the reflector extends from a side of the optoelectronic semiconductor chip facing away from the radiation side to at least the underside of the optical element. The bottom of the optical element is the side that is opposite its structured top. The reflector extends, for example - within the scope of the manufacturing tolerance - to the underside of the optical element. In particular, in this case the side surfaces of the optical element are not covered by the reflector. The decoupling structure is thereby advantageously protected against possible penetration of the reflector material during the manufacturing process.

Zusätzlich kann der Reflektor Seitenflächen des optischen Elements zumindest zum Teil bedecken. Insbesondere kann der Reflektor Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips, der Zwischenschicht und des optischen Elements vollständig bedecken.In addition, the reflector can at least partially cover side surfaces of the optical element. In particular, the reflector can completely cover side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip, the intermediate layer and the optical element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um einen Leuchtdiodenchip. Alternativ kann es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um eine kohärente Lichtquelle, wie beispielsweise einen Laser, insbesondere um eine Laserdiode handeln, die ein Leuchtstoffelement anregt.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor chip is a light-emitting diode chip. Alternatively, the optoelectronic semiconductor chip can be a coherent light source, such as a laser, in particular a laser diode, which excites a fluorescent element.

Beispielsweise regt die Laserdiode das Leuchtstoffelement, zum Beispiel die optionale Konverterschicht, an und emittiert ein Großteil der erzeugten und konvertierten Strahlung über eine von der Laserdiode abgewandten Seite der Konverterschicht. Die Abstrahlcharateristik entspricht in diesem Fall in guter Näherung der eines Lambert-Strahlers, wobei die Konverterschicht effektiv als Lichtquelle fungiert.For example, the laser diode excites the phosphor element, for example the optional converter layer, and emits a large part of the generated and converted radiation via a side of the converter layer facing away from the laser diode. In this case, the radiation characteristic corresponds to a good approximation to that of a Lambert radiator, with the converter layer effectively acting as a light source.

Steht beispielsweise die Strahlungsseite der Laserdiode nicht in direktem Kontakt zur Konverterschicht, so handelt es sich zum Beispiel um ein sogenanntes „LARP-Modul“. „LARP“ steht dabei im Englischen für „laser activated remote phosphor“. For example, if the radiation side of the laser diode is not in direct contact with the converter layer, it is a so-called “LARP module”, for example. "LARP" stands for "laser activated remote phosphor" in English.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das optische Element aus einem auf Silikon basierenden Material gebildet. Beispielsweise umfasst das optische Element ein Matrixmaterial, wie beispielsweise Silikon, in dem hoch brechende Nanopartikel eingebettet sind. Vorteilhafterweise lassen sich durch das Einbetten hoch brechender Partikel in ein Matrixmaterial besonders hohe Brechungsindizes erzielen, wobei das Material gleichzeitig formbar ist.According to at least one embodiment, the optical element is formed from a silicone-based material. For example, the optical element comprises a matrix material, such as silicone, in which highly refractive nanoparticles are embedded. By embedding highly refractive particles in a matrix material, particularly high refractive indices can advantageously be achieved, the material being at the same time malleable.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließen die Zwischenschicht, das optische Element und der Reflektor parallel zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite jeweils bündig miteinander ab. Alternativ können die Zwischenschicht, das optische Element und der Reflektor jeweils paarweise bündig miteinander abschließen. Beispielsweise besitzen die Zwischenschicht und das optische Element im Rahmen der Herstellungsgenauigkeit die gleiche laterale Ausdehnung. Insbesondere kann diese Ausdehnung der lateralen Ausdehnung der Strahlungsseite des optoelektronischen Halbleiterchips entsprechen. Beispielsweise besitzt eine optionale Konverterschicht, die auf der Strahlungsseite aufgebracht ist, ebenfalls die laterale Ausdehnung der Strahlungsseite. Bevorzugt ist die Konverterschicht zusammenhängend, besonders bevorzugt einfach zusammenhängend ausgebildet.According to at least one embodiment, the intermediate layer, the optical element and the reflector each terminate flush with one another parallel to the main extension plane of the radiation side. Alternatively, the intermediate layer, the optical element and the reflector can each end flush with one another in pairs. For example, the intermediate layer and the optical element have the same lateral extent within the scope of manufacturing accuracy. In particular, this extension can correspond to the lateral extension of the radiation side of the optoelectronic semiconductor chip. For example, an optional converter layer that is applied to the radiation side also has the lateral extent of the radiation side. The converter layer is preferably contiguous, particularly preferably simply contiguous.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt der Reflektor in Draufsicht auf die Auskoppelstruktur des optischen Elements das optische Element vollständig. Beispielsweise sind alle Seitenflächen des optischen Elements und/oder der Zwischenschicht und/oder des optoelektronischen Halbleiterchips durch den Reflektor bedeckt. Die Seitenflächen sind dabei diejenigen Flächen, die quer zur Strahlungsseite verlaufen. Vorteilhafterweise kann damit besonders viel Licht, welches auf die Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements trifft, in den Halbleiterchip zurückreflektiert werden, wodurch die Effizienz des Bauelements in der gewünschten Abstrahlrichtung insgesamt erhöht wird.According to at least one embodiment, the reflector completely surrounds the optical element in a plan view of the coupling-out structure of the optical element. For example, all of the side faces of the optical element and / or the intermediate layer and / or the optoelectronic semiconductor chip are covered by the reflector. The side surfaces are those surfaces that run transversely to the radiation side. Advantageously, a particularly large amount of light which strikes the side faces of the optoelectronic component can thus be reflected back into the semiconductor chip, whereby the efficiency of the component is increased overall in the desired emission direction.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Reflektor eine Dicke gemessen senkrecht zu einer Seitenfläche zwischen einschließlich 100 µm und einschließlich 500 µm auf. Die Dicke meint vorliegend eine laterale Erstreckung des Reflektors senkrecht zu einer Seitenfläche, gemessen ab dieser Seitenfläche.According to at least one embodiment, the reflector has a thickness, measured perpendicular to a side surface, between 100 μm and 500 μm inclusive. In the present case, the thickness means a lateral extension of the reflector perpendicular to a side surface, measured from this side surface.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Bauelements ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.Further advantages and advantageous configurations and developments of the optoelectronic component emerge from the following exemplary embodiments illustrated in connection with schematic drawings. Identical, identical or identically acting elements are provided with the same reference symbols in the figures. The figures and the proportions of the elements shown in the figures are not to be regarded as being to scale. Rather, individual elements can be shown exaggeratedly large for better illustration and / or for better understanding.

Es zeigen:

1A bis 1E Schnittansichten des Erzeugnisses in verschiedenen Verfahrensstadien eines Ausführungsbeispiels für ein hier beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements,
2, 3, 6 und 7A bis 7B Schnittansichten verschiedener Ausführungsbeispiele des optoelektronischen Bauelements,
4A bis 4C perspektivische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der strukturierten Oberfläche des optischen Elements,
5 Abstrahlcharakteristiken von Ausführungsbeispielen des optoelektronischen Bauelements mit verschiedenen Auskoppelstrukturen.

Show it:

1A to 1E Sectional views of the product in various process stages of an exemplary embodiment of a process described here for producing an optoelectronic component,
2 , 3 , 6th and 7A to 7B Sectional views of various exemplary embodiments of the optoelectronic component,
4A to 4C perspective representations of exemplary embodiments of the structured surface of the optical element,
5 Emission characteristics of exemplary embodiments of the optoelectronic component with different coupling-out structures.

In der 1A ist ein Stadium in einem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 100 in Schnittansicht in Querschnittansicht dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt A) wurde eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterchips 10 auf einem Träger 2 bereitgestellt. Der Träger umfasst beispielsweise mindestens ein keramisches Material und/oder mindestens ein Metall. Alternativ kann der Träger auch eine Folie sein. Eine Montageseite 11 eines jeden optoelektronischen Halbleiterchips 10 ist mit einer Trägeroberseite 2a des Trägers 2 verbunden. Gegenüber der Montageseite 11 liegt eine Strahlungsseite 12, auf der eine optionale Konverterschicht 50 aufgebracht wurde. Vorliegend befindet sich die Konverterschicht 50 in direktem Kontakt mit der Strahlungsseite 12. Quer zur Montageseite 11 und zur Strahlungsseite 12 verlaufen Seitenflächen 13.In the 1A FIG. 3 is a stage in an exemplary embodiment of a method for producing an optoelectronic component 100 Shown in sectional view in cross-sectional view. In a first process step A) a large number of optoelectronic semiconductor chips 10 on a carrier 2 provided. The carrier comprises, for example, at least one ceramic material and / or at least one metal. Alternatively, the carrier can also be a film. One assembly side 11 of every optoelectronic semiconductor chip 10 is with a carrier top 2a of the wearer 2 connected. Opposite the assembly side 11 is a radiation side 12 , on which an optional converter layer 50 was applied. The converter layer is located here 50 in direct contact with the radiation side 12 . Across the assembly side 11 and to the radiation side 12 run side surfaces 13 .

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt B) wurde eine Zwischenschicht 20 aus niedrig brechendem Material 21 auf den optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die Zwischenschicht 20 indirekt auf die optoelektronischen Halbleiterchips 10 aufgebracht. Das heißt, die Zwischenschicht 20 befindet sich nicht in direktem Kontakt mit der Strahlungsseite 12, sondern vorliegend in direktem Kontakt mit der optionalen Konverterschicht 50. Während des Aufbringens der Zwischenschicht 20, beispielsweise durch einen Sprühprozess oder Druckprozess oder Laminierprozess, wurde niedrig brechendes Material 21 ebenfalls auf Bereiche der Trägeroberseite 2a aufgebracht, die frei von optoelektronischen Halbleiterchips 10 ist.In a subsequent process step B), an intermediate layer was used 20th made of low refractive index material 21st applied to the optoelectronic semiconductor chips. In the present embodiment, the intermediate layer 20th indirectly on the optoelectronic semiconductor chips 10 upset. That is, the intermediate layer 20th is not in direct contact with the radiation side 12 , but in the present case in direct contact with the optional converter layer 50 . During the application of the intermediate layer 20th , for example through a spray process or a printing process or a lamination process, has become a low-refractive index material 21st also on areas of the top of the carrier 2a applied that are free of optoelectronic semiconductor chips 10 is.

In der 1B ist ein weiteres Stadium in dem Verfahren gezeigt, innerhalb eines auf den Verfahrensschritt B) folgenden Verfahrensschritts C). Vorliegend ist gezeigt, dass hoch brechendes Material 31, welches einen Brechungsindex von zumindest 1,65 aufweist, auf der Zwischenschicht 20 aufgebracht wurde. Dabei steht das hoch brechende Material 31 in direktem Kontakt mit der Zwischenschicht 20. Das hoch brechende Material 31 wurde beispielsweise in flüssiger oder zähflüssiger Form aufgebracht und ist nach dem Aufbringen formbar.In the 1B a further stage in the process is shown, within a process step C) following process step B). It is shown here that highly refractive material 31 , which has a refractive index of at least 1.65, on the intermediate layer 20th was applied. The highly refractive material is standing here 31 in direct contact with the intermediate layer 20th . The highly refractive material 31 was applied in liquid or viscous form, for example, and can be shaped after application.

Zusätzlich wurde das hoch brechende Material 31 auf die Bereiche der Trägeroberseite 2a zwischen den Halbleiterchips 10 aufgebracht. Dabei wird das hoch brechende Material 31 nicht direkt auf die Trägeroberseite 2a aufgebracht, sondern steht in direktem Kontakt mit dem niedrig brechenden Material 21.In addition, the high refractive index material 31 on the areas of the top of the carrier 2a between the semiconductor chips 10 upset. This is where the highly refractive material 31 not directly on the top of the carrier 2a applied, but is in direct contact with the low refractive index material 21st .

Ferner ist in der vorliegenden 1B eine Schablone 40 abgebildet. Die Schablone 40 weist das Negativ einer Auskoppelstruktur 300 auf. In einem folgenden Verfahrensschritt wird die Schablone 40 auf das hoch brechende Material 31 gedrückt. Dadurch erhält das Material 31 die Auskoppelstruktur 300, die durch die Schablone 40 vorgegeben wird. Das hoch brechende Material 31 kann dann mittels UV-Licht und/oder Wärme ausgehärtet werden.Furthermore, in the present 1B a stencil 40 pictured. The template 40 shows the negative of a coupling-out structure 300 on. In a subsequent process step, the template 40 on the highly refractive material 31 pressed. This gives the material 31 the coupling-out structure 300 that came through the stencil 40 is specified. The highly refractive material 31 can then be cured using UV light and / or heat.

In der 1C ist ein weiteres Stadium in dem Verfahren innerhalb des Verfahrensschritt C) in Querschnittansicht gezeigt. Dabei wurde die Schablone 40 entfernt, beispielsweise nachdem das hoch brechende Material 31 ausgehärtet wurde. Dadurch entsteht das optische Element 30, welches in direktem Kontakt mit der Zwischenschicht 20 steht. Weiter weist das optische Element 30 eine Auskoppelstruktur 300 an seiner von der Zwischenschicht 20 abgewandten Oberseite 30a auf.In the 1C a further stage in the process within process step C) is shown in a cross-sectional view. This was the stencil 40 removed, for example after the high refractive index material 31 has been cured. This creates the optical element 30th , which is in direct contact with the intermediate layer 20th stands. The optical element also has 30th a decoupling structure 300 at his from the intermediate layer 20th facing away from the top 30a on.

In der 1D ist weiteres Stadium in dem Verfahren gezeigt. In einem zuvor durchgeführten Verfahrensschritt D) wurde der Bereich der Trägeroberseite 2a zwischen den Halbleiterchips 10 mit einem Reflektor 60 aufgefüllt. Der Reflektor 60 kann beispielsweise durch Dispensen oder eine Spritzgusstechnik aufgebracht werden. Vorliegend reicht der Reflektor bis zur Oberkante des optischen Elements 30. Durch Vereinzeln entlang der Trennlinien T werden fertige optoelektronische Bauelemente 300 hergestellt. Das Vereinzeln kann dabei zum Beispiel durch Sägen erfolgen.In the 1D is shown at another stage in the process. In a previously carried out method step D), the area of the carrier top 2a between the semiconductor chips 10 with a reflector 60 filled up. The reflector 60 can be applied, for example, by dispensing or an injection molding technique. In the present case, the reflector extends to the upper edge of the optical element 30th . By separating along the dividing lines T are finished optoelectronic components 300 manufactured. The separation can be done, for example, by sawing.

In 1E ist ein zu der 1D alternatives Stadium in dem Verfahren gezeigt. Vorliegend wurde die strukturierte Oberfläche 30a mittels einer Planarisierungsschicht 35 planarisiert. Die Planarisierungsschicht 35 bildet dabei eine Planfläche 35a und weist einen Brechungsindex von höchstens 1,3 auf. Insbesondere erstreckt sich die Planfläche 35a parallel zu der Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite. Die Planarisierung erfolgt beispielsweise bevor der Reflektor 60 aufgebracht wird. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise die strukturierte Oberfläche 30a besonders einfach vor Eindringen von Reflektormaterial 60 schützen. Alternativ kann die Planarisierungsschicht 35 aber auch nach dem Reflektor 60 aufgebracht werden. Analog zur 1D lassen sich durch Vereinzelung entlang der Trennlinien T fertige optoelektronische Bauelemente 100 erzeugen.In 1E is one to the 1D alternative stage shown in the process. The textured surface was used here 30a by means of a planarization layer 35 planarized. The planarization layer 35 forms a plane surface 35a and has an index of refraction of at most 1.3. In particular, the plane surface extends 35a parallel to the main extension plane of the radiation side. The planarization takes place, for example, before the reflector 60 is applied. This advantageously allows the structured surface 30a especially easy to prevent the penetration of reflector material 60 protect. Alternatively, the planarization layer 35 but also after the reflector 60 be applied. Analogous to 1D can be separated along the dividing lines T finished optoelectronic components 100 produce.

In der 2 ist ein Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 100 in Querschnittsansicht dargestellt. Das optoelektronische Bauelement 100 umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip 10 mit einer Montageseite 11 und einer der Montageseite gegenüberliegenden Strahlungsseite 12. Quer zur Montageseite 11 und zur Strahlungsseite 12 verlaufen Seitenflächen 13. Weiter umfasst das optoelektronische Bauelement eine optionale Konverterschicht 50, die im direkten Kontakt mit der Strahlungsseite 12 steht. Auf der optionalen Konverterschicht 50 ist eine Zwischenschicht 20 aufgebracht, die einen Brechungsindex von maximal 1,3 aufweist. Die Zwischenschicht 20 weist eine Dicke D1 von zumindest 300 nm auf. In direktem Kontakt mit der Zwischenschicht 20 steht ein optisches Element 30. Das optische Element 30 umfasst an einer von der Zwischenschicht 20 abgewandten Oberfläche 30a eine Auskoppelstruktur 300. Das optische Element 30 weist einen Brechungsindex von zumindest 1,65 auf. An den Seitenflächen 13 ist ein Reflektor 60 angebracht. Vorliegend befindet sich der Reflektor 60 in direktem Kontakt mit den Seitenflächen 13 des optischen Halbleiterchips 10, der optionalen Konverterschicht 50, der Zwischenschicht 20 sowie des optischen Elements 30. Der Reflektor 60 bedeckt dabei die Seitenflächen 13 des optischen Elements nicht vollständig.In the 2 is an embodiment of the optoelectronic component 100 shown in cross-sectional view. The optoelectronic component 100 comprises an optoelectronic semiconductor chip 10 with one mounting side 11 and a radiation side opposite the mounting side 12 . Across the assembly side 11 and to the radiation side 12 run side surfaces 13 . The optoelectronic component further comprises an optional converter layer 50 that are in direct contact with the radiation side 12 stands. On the optional converter layer 50 is an intermediate layer 20th applied, which has a refractive index of a maximum of 1.3. The intermediate layer 20th has a thickness D1 of at least 300 nm. In direct contact with the intermediate layer 20th stands an optical element 30th . The optical element 30th comprises on one of the intermediate layer 20th turned away surface 30a a decoupling structure 300 . The optical element 30th has an index of refraction of at least 1.65. On the side surfaces 13 is a reflector 60 appropriate. The reflector is located here 60 in direct contact with the side surfaces 13 of the optical semiconductor chip 10 , the optional converter layer 50 , the intermediate layer 20th as well as the optical element 30th . The reflector 60 covers the side surfaces 13 of the optical element not completely.

Insbesondere ist die strukturierte Oberfläche 30a des optischen Elements 30 frei von Reflektormaterial 60.In particular is the structured surface 30a of the optical element 30th free of reflector material 60 .

In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 100 in Draufsicht auf das optische Element 30 gezeigt. Vorliegend ist eine strukturierte Oberfläche 30a eines optischen Elements 30 mit einer Auskoppelstruktur 300 von einem Rahmen 70 umrandet. Ferner befinden sich Seitenflächen 13 des optischen Elements 30 in direktem Kontakt mit einem Reflektor 60. Der Reflektor 60 umgibt dabei den optoelektronischen Halbleiterchip, die Zwischenschicht und das optische Element vollständig.In the 3 is a further exemplary embodiment of the optoelectronic component 100 in plan view of the optical element 30th shown. Here is a structured surface 30a of an optical element 30th with a coupling-out structure 300 of a frame 70 outlined. There are also side surfaces 13 of the optical element 30th in direct contact with a reflector 60 . The reflector 60 completely surrounds the optoelectronic semiconductor chip, the intermediate layer and the optical element.

In der 4A ist ein Ausführungsbeispiel einer strukturierten Oberfläche 30a eines optischen Elements 30 in Detailansicht dargestellt. Vorliegend ist die Auskoppelstruktur 300aus Prismen 301 gebildet. Die Prismen 301 sind als Streifen ausgebildet. Die Prismen 301 verlaufen parallel zueinander. Der Anstellwinkel der Seitenflächen gegenüber der der Zwischenschicht zugewandten Grundfläche auf, der zwischen einschließlich 35° und einschließlich 55° liegt. Beispielsweise hat der Anstellwinkel einen Wert zwischen einschließlich 40° und einschließlich 50°, bevorzugt zwischen einschließlich 43° und 47°. Die Prismen sind entlang der Rasterlinien eines Streifenrasters angeordnet, wobei die Rasterlinien einen Abstand zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm aufweisen.In the 4A is an embodiment of a structured surface 30a of an optical element 30th shown in detail view. In the present case, the coupling-out structure 300 is made of prisms 301 educated. The prisms 301 are designed as strips. The prisms 301 run parallel to each other. The angle of incidence of the side surfaces with respect to the base surface facing the intermediate layer, which is between 35 ° and 55 ° inclusive. For example, the angle of attack has a value between 40 ° and 50 ° inclusive, preferably between 43 ° and 47 ° inclusive. The prisms are arranged along the grid lines of a strip grid, the grid lines having a distance between 4 μm and 100 μm inclusive.

In der 4B ist eine weitere perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Auskoppelstruktur 300 eines optischen Elements 30 gezeigt. Dabei ist die Auskoppelstruktur 300 aus Pyramiden 302 gebildet. Die Pyramiden 302 sind vorliegend gerade Pyramiden mit einer quadratischen Grundfläche. Ferner weisen die Pyramiden 302 einen Anstellwinkel zwischen 35° und 55° auf, beispielsweise zwischen einschließlich 40° und einschließlich 50°, bevorzugt zwischen einschließlich 43° und einschließlich 47°. Der Anstellwinkel ist dabei der Winkel, der von der Grundfläche und der Mantelfläche der Pyramiden 302 eingenommen wird. Die Pyramiden 302 sind an den Schnittpunkten eines quadratischen Rasters angeordnet, wobei ein Abstand zwischen zwei benachbarten Schnittpunkten von einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm beträgt. Insbesondere weisen die Quadrate der Grundflächen somit eine Seitenlänge zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm auf. Vorteilhafterweise kann durch eine solche Anordnung eine besonders hohe Packungsdichte an Pyramiden 302 auf einer strukturierten Oberfläche 30a realisiert werden.In the 4B is a further perspective illustration of an exemplary embodiment of a coupling-out structure 300 of an optical element 30th shown. Here is the decoupling structure 300 from pyramids 302 educated. The pyramids 302 are in the present case straight pyramids with a square base. Further point the pyramids 302 an angle of attack between 35 ° and 55 °, for example between 40 ° and 50 ° inclusive, preferably between 43 ° and 47 ° inclusive. The angle of attack is the angle between the base and the outer surface of the pyramids 302 is taken. The pyramids 302 are arranged at the intersection points of a square grid, with a distance between two adjacent intersection points of 4 µm and 100 µm inclusive. In particular, the squares of the base areas thus have a side length between 4 μm and 100 μm inclusive. Such an arrangement advantageously enables a particularly high packing density of pyramids 302 on a structured surface 30a will be realized.

In der 4C ist eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Auskoppelstruktur 300 eines optischen Elements 30 gezeigt. Vorliegend ist die Auskoppelstruktur 300 aus kuppelförmige Strukturen 303 gebildet. Insbesondere sind die kuppelförmigen Strukturen 303 als Halbkugeln ausgebildet. Die Halbkugeln 303 sind an den Eckpunkten eines hexagonalen Rasters angeordnet, wobei der Abstand der Eckpunkte zwischen einschließlich 4 µm und 100 µm beträgt. Insbesondere weisen somit die Halbkugeln einen Durchmesser zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm auf. Vorteilhafterweise lässt sich durch ein hexagonales Raster eine besonders hohe Packungsdichte von Halbkugeln 303 auf der Oberfläche 30a erzielen.In the 4C is a perspective illustration of an exemplary embodiment of a coupling-out structure 300 of an optical element 30th shown. The present is the decoupling structure 300 made of dome-shaped structures 303 educated. In particular, the dome-shaped structures are 303 designed as hemispheres. The hemispheres 303 are arranged at the corner points of a hexagonal grid, the distance between the corner points being between 4 µm and 100 µm. In particular, the hemispheres thus have a diameter between 4 μm and 100 μm inclusive. A particularly high packing density of hemispheres can advantageously be achieved through a hexagonal grid 303 on the surface 30a achieve.

In der 5 ist eine mittlere Leuchtdichte L in Abhängigkeit eines Abstrahlwinkels α eines optoelektronischen Bauelements 100 dargestellt, bei dem der Brechungsindex seiner Zwischenschicht 20 1,25 und der Brechungsindex seines optischen Elements 30 1,7. Die mittlere Leuchtdichte L wird dabei gegenüber einem Lambert-Strahler als Referenz gemessen. Die relative mittlere Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers ist folglich für jeden Abstrahlwinkel α mit dem Wert 1 angegeben. Der Abstrahlwinkel α ist der Winkel, den die emittierte Strahlung des optoelektronischen Bauelements mit seiner optischen Achse einnimmt. In der vorliegenden Figur ist die Abhängigkeit der mittleren Leuchtdichte L von dem Abstrahlwinkel α für verschiedene Auskoppelstrukturen 300 gezeigt.In the 5 is a medium luminance L. depending on a beam angle α of an optoelectronic component 100 shown at which the refractive index of its intermediate layer 20th 1.25 and the index of refraction of its optical element 30th 1.7. The mean luminance L. is measured against a Lambert radiator as a reference. The relative mean luminance of a Lambert radiator is consequently for each beam angle α with the value 1 specified. The beam angle α is the angle that the emitted radiation of the optoelectronic component makes with its optical axis. In the present figure is the dependency of the mean luminance L. from the beam angle α for different coupling structures 300 shown.

Für Abstrahlwinkel α bis 45° ist die mittlere Leuchtdichte L beispielsweise für ein optoelektronisches Bauelement 100, dessen strukturierte Oberfläche 30a Prismen 301 aufweist um mindestens 10 % gegenüber der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers im gleichen Winkelbereich erhöht, wobei die mittlere Leuchtdichte maximal um 18 % erhöht ist. Weist die strukturierte Oberfläche 30a hingegen Halbkugeln 303 als Auskoppelstruktur 300 auf, so ist vorliegend in diesem Winkelbereich die mittlere Leuchtdichte L um maximal 16 % und mindestens 10 % gegenüber der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers im gleichen Winkelbereich erhöht. Ist die Auskoppelstruktur 300 aus Pyramiden 302 gebildet, so ist die mittlere Leuchtdichte L um maximal 15 % und mindestens 5 % gegenüber der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers im gleichen Winkelbereich erhöht. Ist die strukturierte Oberfläche 30a hingegen mit einer Planarisierungsschicht 35 planarisiert, wobei die Auskoppelstruktur 300 Prismen 301 umfasst, so ist die mittlere Leuchtdichte L in diesem Winkelbereich um zumindest 5 % gegenüber der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers im gleichen Winkelbereich erhöht.For beam angles α up to 45 ° is the mean luminance L. for example for an optoelectronic component 100 , its structured surface 30a Prisms 301 has increased by at least 10% compared to the mean luminance of a Lambert radiator in the same angular range, the mean luminance being increased by a maximum of 18%. Has the textured surface 30a however hemispheres 303 as a decoupling structure 300 on, the mean luminance is present in this angular range L. increased by a maximum of 16% and at least 10% compared to the average luminance of a Lambert radiator in the same angular range. Is the decoupling structure 300 from pyramids 302 is the mean luminance L. increased by a maximum of 15% and at least 5% compared to the average luminance of a Lambert radiator in the same angular range. Is the structured surface 30a however, with a planarization layer 35 planarized, the coupling-out structure 300 Prisms 301 includes the mean luminance L. in this angular range increased by at least 5% compared to the mean luminance of a Lambert radiator in the same angular range.

Ferner ist die mittlere Leuchtdichte L für alle im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigten Auskoppelstrukturen maximal im Falle des kleinsten gezeigten Abstrahlwinkels α und nimmt bei einer Erhöhung des Winkels α monoton ab. Des Weiteren ist die mittlere Leuchtdichte L für alle Winkel α, die kleiner 50° sind, gegenüber der mittleren Leuchtdichte eines Lambert-Strahlers im gleichen Winkelbereich erhöht.Furthermore, the mean luminance is L. for all coupling-out structures shown in the present exemplary embodiment, at most in the case of the smallest emission angle shown α and decreases with an increase in the angle α monotonously. Furthermore is the mean luminance L. for all angles α that are smaller than 50 °, compared to the mean luminance of a Lambert radiator in the same angular range.

In der 6 ist ein Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 100 gezeigt, bei dem ein optisches Element 30 mittels einer Klebeschicht 32 auf einer Zwischenschicht 20 aufgebracht ist. Ferner umfasst das optoelektronische Bauelement 100 einen optoelektronischen Halbleiterchip 10 sowie einen Reflektor 60, der vorliegend die Seitenflächen 13 des optoelektronischen Halbleiterchips 10, der Zwischenschicht 20 und der Klebeschicht 32 bedeckt. Das optische Element 30 ist beispielsweise als Plättchen ausgebildet, dessen Oberseite 30a mit einer Auskoppelstruktur 300 versehen ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die laterale Ausdehnung des optischen Elements 30 größer als die laterale Ausdehnung der Klebeschicht 32 sowie der Zwischenschicht 20 und des optoelektronischen Halbleiterchips 10.In the 6th is an embodiment of the optoelectronic component 100 shown in which an optical element 30th by means of an adhesive layer 32 on an intermediate layer 20th is upset. Furthermore, the optoelectronic component comprises 100 an optoelectronic semiconductor chip 10 as well as a reflector 60 , the present the side surfaces 13 of the optoelectronic semiconductor chip 10 , the intermediate layer 20th and the adhesive layer 32 covered. The optical element 30th is designed for example as a plate, the top of which 30a with a coupling-out structure 300 is provided. In the present embodiment, the lateral extension of the optical element 30th greater than the lateral extent of the adhesive layer 32 as well as the intermediate layer 20th and the optoelectronic semiconductor chip 10 .

In der 7A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 100 gezeigt. Das optoelektronische Bauelement 100 weist dabei im Wesentlichen alle Merkmale wie in der 2 auf, mit dem Unterschied, dass es vorliegend keine optionale Konverterschicht umfasst und eine Seite des Reflektors, die senkrecht zu den Seitenflächen 13 verläuft, nicht plan ist. Beispielsweise kann sich der Verguss während eines Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements 100 abgesetzt haben.In the 7A is a further exemplary embodiment of the optoelectronic component 100 shown. The optoelectronic component 100 essentially has all the features as in 2 with the difference that in the present case it does not comprise an optional converter layer and one side of the reflector that is perpendicular to the side surfaces 13 runs, is not plan. For example, the encapsulation can occur during a method for producing the optoelectronic component 100 have discontinued.

In der 7B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 100 gezeigt, welches im Wesentlichen die gleichen Merkmale wie 7A zeigt. Im Unterschied dazu überragt der Verguss 60 das optische Element 30. Insbesondere bedeckt der Verguss die Seitenflächen 13 des optischen Elements. Ferner bedeckt der Verguss die Oberseite 30a teilweise und ist zum Teil in die Auskoppelstruktur300 eingedrungen und füllt diese teilweise aus. Beispielsweise wurde der Verguss in einem Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements 100 in flüssiger oder zähflüssiger Form angebracht. Dabei kann sich der Verguss auf die Oberseite 30a ausgebreitet haben, bevor er ausgehärtet wurde. Vorteilhafterweise kann durch eine solche Anordnung des Vergusses die mittlere Leuchtdichte des optoelektronischen Bauelements 300 erhöht werden, da gerichtete Strahlung vorwiegend über den Teil der Oberfläche 30a emittiert wird, der frei von dem Reflektor 60 ist.In the 7B is a further exemplary embodiment of the optoelectronic component 100 shown which has essentially the same characteristics as 7A shows. In contrast, the potting towers above 60 the optical element 30th . In particular, the potting covers the side surfaces 13 of the optical element. The potting also covers the top 30a partially and partially penetrated into the coupling-out structure 300 and partially fills it. For example, the encapsulation was used in a method for producing the optoelectronic component 100 attached in liquid or viscous form. The potting can be on the top 30a spread before it hardened. Advantageously, such an arrangement of the encapsulation allows the mean luminance of the optoelectronic component 300 be increased, as directed radiation predominantly over the part of the surface 30a is emitted which is free from the reflector 60 is.

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 die 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 description based on the exemplary embodiments is not restricted to the invention. Rather, the invention encompasses any new feature and any combination of features, which in particular includes the combination of features in the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: Trägercarrier
2a2a: TrägeroberseiteCarrier top
1010: optoelektronischer Halbleiterchipoptoelectronic semiconductor chip
1111: MontageseiteMounting side
1212: StrahlungsseiteRadiation side
1313: SeitenflächenSide faces
2020th: ZwischenschichtIntermediate layer
2121st: niedrig brechendes Materiallow refractive index material
3030th: optisches Elementoptical element
30a30a: strukturierte Oberflächestructured surface
3131: hoch brechendes Materialhigh refractive index material
3232: KlebeschichtAdhesive layer
3535: PlanarisierungsschichtPlanarization layer
35a35a: PlanflächeFlat surface
4040: Schablonetemplate
5050: KonverterschichtConverter layer
6060: Reflektorreflector
7070: Rahmenframe
100100: optoelektronisches Bauelementoptoelectronic component
300300: AuskoppelstrukturDecoupling structure
301301: PrismenPrisms
302302: PyramidenPyramids
303303: KuppelnCouple
D1D1: Dicke der ZwischenschichtThickness of the intermediate layer
LL.: mittlere Leuchtdichtemedium luminance
αα: AbstrahlwinkelBeam angle
TT: Trennlinieparting line

Claims

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (100), bei dem A) zumindest ein optoelektronischer Halbleiterchip (10) bereitgestellt wird, B) eine Zwischenschicht (20), die aus niedrig brechendem Material (21) gebildet wird, auf einer Strahlungsseite (12) des optoelektronischen Halbleiterchips (10) aufgebracht wird, wobei der Brechungsindex des niedrig brechenden Materials (21) höchstens 1,3 beträgt, C) ein optisches Element (30) auf einer von der Strahlungsseite (12) abgewandten Seite der Zwischenschicht (20) aufgebracht wird, wobei - ein Material des optischen Element (30) einen Brechungsindex von zumindest 1,65 aufweist und - eine von der Zwischenschicht (20) abgewandte Oberfläche (30a) des optischen Elements (30) mit einer Auskoppelstruktur (300) versehen ist, und D) an quer zur Strahlungsseite (12) verlaufenden Seitenflächen (13) des optoelektronischen Halbleiterchips (10) und/oder der Zwischenschicht (20) und/oder des optischen Elements (30) ein Reflektor (60) angebracht wird.Method for producing an optoelectronic component (100), in which A) at least one optoelectronic semiconductor chip (10) is provided, B) an intermediate layer (20) formed from low refractive index material (21) is applied to a radiation side (12) of the optoelectronic semiconductor chip (10), the refractive index of the low refractive index material (21) being at most 1.3, C) an optical element (30) is applied to a side of the intermediate layer (20) facing away from the radiation side (12), wherein - A material of the optical element (30) has a refractive index of at least 1.65 and - A surface (30a) of the optical element (30) facing away from the intermediate layer (20) is provided with a coupling-out structure (300), and D) a reflector (60) is attached to side surfaces (13) of the optoelectronic semiconductor chip (10) and / or the intermediate layer (20) and / or the optical element (30) running transversely to the radiation side (12).

Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verfahrensschritte A) bis D) in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden.Method according to the preceding claim, wherein method steps A) to D) are carried out in the specified order.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei - die Verfahrensschritte A) bis C) in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden und - der Verfahrensschritt D) vor dem Verfahrensschritt B) oder vor dem Verfahrensschritt C) ausführt wird.Procedure according to Claim 1 , where - the process steps A) to C) are carried out in the specified order and - the process step D) is carried out before the process step B) or before the process step C).

Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, bei dem innerhalb des Verfahrensschritts C) das optische Element (30) hergestellt wird, indem - ein hoch brechendes Material (31) mit einem Brechungsindex von zumindest 1,65 auf einer von der Strahlungsseite (12) abgewandten Seite der Zwischenschicht (20) aufgebracht wird, - eine Schablone (40) mit einem Negativ der Auskoppelstruktur (300) in die von der Zwischenschicht (20) abgewandte Fläche des hoch brechenden Materials (31) eingedrückt wird, sodass diese Fläche in die Form der Auskoppelstruktur (300) gebracht wird, - das hoch brechende Material (31) ausgehärtet wird, und - die Schablone (40) entfernt wird.Method according to one of the preceding claims, in which, within method step C), the optical element (30) is produced by - A highly refractive material (31) with a refractive index of at least 1.65 is applied to a side of the intermediate layer (20) facing away from the radiation side (12), - A template (40) with a negative of the coupling-out structure (300) is pressed into the surface of the high-refractive index material (31) facing away from the intermediate layer (20), so that this surface is brought into the shape of the coupling-out structure (300), - The highly refractive material (31) is cured, and - the template (40) is removed.

Verfahren nach Anspruch 1, bei dem innerhalb des Verfahrensschrittes C) das optische Element (30) als ein vorgefertigtes Plättchen, welches aus einem hoch brechenden Material (31) gebildet ist, aufgebracht wird, wobei die von der Zwischenschicht (20) abgewandte Oberfläche (30a) des Plättchens in einem vorgelagerten Verfahrensschritt mit der Auskoppelstruktur (300) versehen wird.Procedure according to Claim 1 , in which, within method step C), the optical element (30) is applied as a prefabricated plate which is formed from a highly refractive material (31), the surface (30a) of the plate facing away from the intermediate layer (20) in is provided with the coupling-out structure (300) in a preceding method step.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor dem Verfahrensschritt B) eine Konverterschicht (50) auf der Strahlungsseite (12) des optoelektronischen Halbleiterchips (10) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, in which before method step B) a converter layer (50) is applied to the radiation side (12) of the optoelectronic semiconductor chip (10).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Verfahrensschritt A) eine Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips (10) auf einer Trägeroberseite (2a) eines Trägers (2) derart angeordnet werden, dass - deren Strahlungsseiten (12) von der Trägeroberseite (2a) abgewandt sind, und - die Halbleiterchips (10) untereinander lateral voneinander beabstandet sind.Method according to one of the preceding claims, in which in method step A) a plurality of optoelectronic semiconductor chips (10) are arranged on a carrier top side (2a) of a carrier (2) in such a way that - whose radiation sides (12) face away from the carrier top (2a), and - The semiconductor chips (10) are laterally spaced from one another.

Verfahren nach Anspruch 7, bei dem innerhalb der Verfahrensschritte B) und C) auf Stellen der Trägeroberseite (2a), die frei liegen, niedrig brechendes Material (21), wie es für die Zwischenschicht (20) verwendet wird, und/oder hoch brechendes Material (31), wie es für das optische Element (30) verwendet wird, aufgebracht wird.Procedure according to Claim 7 , in which, within method steps B) and C), low-refractive-index material (21), as is used for the intermediate layer (20), and / or high-refractive-index material (31) on points of the carrier top side (2a) that are exposed , as it is used for the optical element (30), is applied.

Verfahren nach Anspruch 7, bei dem vor den Verfahrensschritten B) und C) Bereiche der Trägeroberseite (2a), die nach dem Aufbringen der Halbleiterchips (10) frei liegen, mit einer Maskierung versehen werden, wobei die Maskierung nach den Schritten B) und C) entfernt wird.Procedure according to Claim 7 , in which, before method steps B) and C), areas of the carrier top (2a) which are exposed after the semiconductor chips (10) have been applied are provided with a mask, the masking being removed after steps B) and C).

Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem - in Verfahrensschritt D) Bereiche zwischen benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips (10) jeweils mit einem Reflektormaterial (60) zumindest teilweise aufgefüllt werden, und - das Reflektormaterial und/oder der Träger jeweils zwischen benachbarten Halbleiterchips (10) durchtrennt wird.Method according to one of the Claims 5 to 7th , in which - in method step D) areas between adjacent optoelectronic semiconductor chips (10) are each at least partially filled with a reflector material (60), and - the reflector material and / or the carrier is severed between adjacent semiconductor chips (10).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf die strukturierte Oberfläche (30a) des optischen Elements (30) eine Planarisierungsschicht (35) mit einem Brechungsindex von höchstens 1,3 aufgebracht wird, wobei die Planierungsschicht (35) die Auskoppelstruktur (300) komplett auffüllt, sodass die Planarisierungsschicht (35) eine Planfläche (35a) ausbildet.Method according to one of the preceding claims, in which a planarization layer (35) with a refractive index of at most 1.3 is applied to the structured surface (30a) of the optical element (30), the planarization layer (35) completely including the coupling-out structure (300) fills up, so that the planarization layer (35) forms a flat surface (35a).

Optoelektronisches Bauelement (100), hergestellt mittels eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: - einen optoelektronischen Halbleiterchip (10) mit einer Strahlungsseite (12), - eine Zwischenschicht (20), gebildet aus einem niedrig brechenden Material (21), - ein optisches Element (30), und - einen Reflektor (60), wobei - die Zwischenschicht (20) an der Strahlungsseite (12) angeordnet ist, - die Zwischenschicht (20) einen Brechungsindex von höchstens 1,3 aufweist, - das optische Element (30) an einer von der Strahlungsseite (12) abgewandten Seite der Zwischenschicht (20) angeordnet ist, - eine von der Zwischenschicht (20) abgewandte Oberfläche (30a) des optischen Elements (30) eine Auskoppelstruktur (300) aufweist, - das optische Element (30) einen Brechungsindex von zumindest 1,65 aufweist, und - der Reflektor (60) Seitenflächen (13) des optoelektronischen Halbleiterchips (10) und/oder der Zwischenschicht (20) und/oder des optischen Elements, (30) die quer zur Strahlungsseite (12) verlaufen, zumindest teilweise bedeckt.Optoelectronic component (100) produced by means of a method according to one of the preceding claims, comprising: - an optoelectronic semiconductor chip (10) with a radiation side (12), - an intermediate layer (20), formed from a low-refractive index material (21), - an optical element (30), and - a reflector (60), wherein - the intermediate layer (20) is arranged on the radiation side (12), - the intermediate layer (20) has a refractive index of at most 1.3, - the optical element (30) on a side of the intermediate layer (20) facing away from the radiation side (12) ) is arranged, - a surface (30a) of the optical element (30) facing away from the intermediate layer (20) has a coupling-out structure (300), - the optical element (30) has a refractive index of at least 1.65, and - the reflector (60) Side surfaces (13) of the optoelectronic semiconductor chip (10) and / or of the intermediate layer (20) and / or of the optical element (30) which run transversely to the radiation side (12) are at least partially covered.

Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 12, wobei die Zwischenschicht (20) gemessen in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite (12) eine Dicke (D1) von zumindest 300 nm aufweist.Optoelectronic component (100) according to Claim 12 wherein the intermediate layer (20) measured in a direction perpendicular to the main extension plane of the radiation side (12) has a thickness (D1) of at least 300 nm.

Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei - die Auskoppelstruktur (300) der strukturierten Oberfläche (30a) zumindest zum Teil aus Prismen (301) gebildet ist, die jeweils - einen Anstellwinkel zwischen einschließlich 35° und einschließlich 55° aufweisen, - entlang von Rasterlinien eines regelmäßigen Streifenrasters angeordnet sind, und - ein Abstand zweier zueinander benachbarter Rasterlinien jeweils zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm beträgt.Optoelectronic component (100) according to one of the Claims 12 and 13 - the decoupling structure (300) of the structured surface (30a) is formed at least in part from prisms (301), each of which - have an angle of incidence between 35 ° and 55 ° inclusive, - are arranged along grid lines of a regular stripe grid, and - a distance between two mutually adjacent raster lines is between 4 μm and 100 μm inclusive.

Optoelektronischen Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei - die Auskoppelstruktur (300) der strukturierten Oberfläche (30a) zumindest zum Teil aus Pyramiden (302) gebildet ist, die jeweils - einen Anstellwinkel zwischen einschließlich 35° und einschließlich 55° aufweisen, - an Schnittpunkten eines quadratischen Rasters angeordnet sind, und - ein Abstand zwischen zwei benachbarten Schnittpunkten zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm beträgt.Optoelectronic component (100) according to one of the Claims 12 and 13 , wherein - the coupling-out structure (300) of the structured surface (30a) is formed at least in part from pyramids (302), each of which - have an angle of incidence between 35 ° and 55 ° inclusive, - are arranged at intersections of a square grid, and - the distance between two adjacent intersection points is between 4 µm and 100 µm inclusive.

Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei - die Auskoppelstruktur (300) der strukturierten Oberfläche (30a) zumindest zum Teil aus kuppelförmigen Strukturen (303) gebildet ist, die jeweils - an den Eckpunkten eines regelmäßigen hexagonalen Rasters angeordnet sind, und - ein Abstand zwischen zwei benachbarten Eckpunkten zwischen einschließlich 4 µm und einschließlich 100 µm beträgt.Optoelectronic component (100) according to one of the Claims 12 and 13 , wherein - the coupling-out structure (300) of the structured surface (30a) is formed at least in part from dome-shaped structures (303) which are each - arranged at the corner points of a regular hexagonal grid, and - a distance between two adjacent corner points between 4 and 4 µm and 100 µm inclusive.

Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei - das optische Element (30) seitlich von einem Rahmen (70) umschlossen ist, der zumindest die Auskoppelstruktur (300) umrandet, und - der Rahmen (70) eine Höhe aufweist, die größer oder gleich einer maximalen Höhe der Auskoppelstruktur (300) ist.Optoelectronic component (100) according to one of the Claims 12 to 16 - The optical element (30) is laterally enclosed by a frame (70) which borders at least the coupling-out structure (300), and - the frame (70) has a height that is greater than or equal to a maximum height of the coupling-out structure (300 ) is.

Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei eine mittlere Leuchtdichte (L) des Bauelements (100) um zumindest 5 % gegenüber einem Lambert-Strahler in einem Winkelbereich von -45° bis 45° erhöht ist, wobei der Winkel (α) gegen eine Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite (12) gemessen ist.Optoelectronic component (100) according to one of the Claims 12 to 17th , wherein an average luminance (L) of the component (100) is increased by at least 5% compared to a Lambert radiator in an angle range of -45 ° to 45 °, the angle (α) against a direction perpendicular to the main plane of extent of the radiation side ( 12) is measured.

Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei sich der Reflektor (60) von einer von der Strahlungsseite (12) abgewandten Seite des optoelektronischen Halbleiterchips (10) bis zumindest der der Zwischenschicht (20) zugewandten Seite des optischen Elements (30) erstreckt.Optoelectronic component (100) according to one of the Claims 12 to 18th wherein the reflector (60) extends from a side of the optoelectronic semiconductor chip (10) facing away from the radiation side (12) to at least the side of the optical element (30) facing the intermediate layer (20).

Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei - der optoelektronische Halbleiterchip (100) ein Leuchtdiodenchip ist, - die Zwischenschicht (20) aus einem auf Siloxan basierenden Material gebildet ist, - das optische Element (30) aus einem auf Silikon basierenden Material gebildet ist, - der Reflektor (60) aus einem auf Silikon basierenden Material gebildet ist, - die Zwischenschicht (20), das optische Element (30) und der Reflektor (60) in Richtungen parallel zur Haupterstreckungsebene der Strahlungsseite (12) jeweils bündig miteinander abschließen, - der Reflektor (60) in Draufsicht auf das optische Element (30) betrachtet das optische Element (30) vollständig umrahmt, - der Reflektor (60) gemessen senkrecht zu einer Seitenfläche eine Dicke zwischen einschließlich 100 µm und einschließlich 500 µm aufweist.Optoelectronic component (100) according to one of the Claims 12 to 19th - the optoelectronic semiconductor chip (100) is a light-emitting diode chip, - the intermediate layer (20) is formed from a material based on siloxane, - the optical element (30) is formed from a material based on silicone, - the reflector (60) is formed from a silicone-based material, - the intermediate layer (20), the optical element (30) and the reflector (60) are each flush with one another in directions parallel to the main plane of extent of the radiation side (12), - the reflector (60) in Top view of the optical element (30) viewed the optical element (30) completely framed, - the reflector (60), measured perpendicular to a side surface, has a thickness between 100 μm and 500 μm inclusive.