[发明专利]光电子器件

说明书

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2007 046 699和DE 10 2007 049 799的优先权，它们的公开内容分别通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种光电子器件。

背景技术

带有发出第一波长范围的辐射的半导体本体的光电子器件为了产 生混色(譬如白色)的光通常包括波长转换材料。波长转换材料将半 导体本体发射的第一波长范围的辐射的一部分转换为不同于第一波长 范围的第二波长范围的辐射。这种器件例如在出版物WO 02/056390A1、 WO 2006/034703A1和2007年6月的显示技术杂志(Journal of Display  Technology)第3卷第2期，第155至159页中进行了描述。波长转 换材料例如可以被引入半导体本体的浇注中或者以层的形式直接施加 到半导体本体上。

发明内容

本发明的任务是，说明一种带有波长转换材料的光电子器件，该 器件具有高的效率。

该任务通过带有权利要求1的特征的光电子器件来解决。

光电子器件的有利的实施形式以及其他特征在从属权利要求中说 明。

光电子器件尤其是包括：

-至少一个半导体本体，其被设计用于发射第一波长范围的电磁 辐射，

-内部的辐射可透射的成形体，半导体本体嵌入到该成形体中，

-在内部成形体的外侧上的波长转换层，其包括波长转换材料， 该波长转换材料适于将第一波长范围的辐射转换成不同于第一波长范 围的第二波长范围的辐射，

-输出耦合透镜，所述内部成形体和波长转换层嵌入到该输出耦 合透镜中，其中

-输出耦合透镜具有内侧和外侧，所述内侧被半径R_转换的内部半 球面包围，而所述外侧包围半径R_外的外部半球面，并且半径R_转换和R _外满足维尔斯特拉斯条件：

R_外≥R_转换*n_透镜/n_空气

其中n_透镜是输出耦合透镜的折射率，而n_空气是输出耦合透镜的环境的 折射率，通常为空气的折射率。

在此要指出的是，内部半球面和外部半球面首先是虚拟的面，它 们并非一定必须在器件中构建为物体特征。

特别地，当通过具有半径R_转换的内部半球面和具有半径R_外的外部 半球面形成的维尔斯特拉斯半球壳在其整体上位于输出耦合透镜内 时，输出耦合透镜满足上面描述的维尔斯特拉斯条件。

特别优选的是，维尔斯特拉斯半球壳没有波长转换层。

如果输出耦合透镜满足维尔斯特拉斯条件，则换而言之输出耦合 透镜的外侧被成形并且与发射辐射的半导体本体间隔地设置，使得输 出耦合透镜的外侧从半导体本体的每个点出发来看成如此小的角度， 使得在输出耦合透镜的外侧上不出现全反射。服从维尔斯特拉斯条件 的输出耦合透镜因此由于在其外侧上的全反射而仅仅具有非常小的辐 射损耗。由此有利地提高了光电子器件的输出耦合效率。

在该光电子器件中，波长转换材料有利地与半导体本体的发射辐 射的正面间隔地设置。在波长转换层的波长转换材料与半导体本体之 间的空间基本上通过内部成形体填充。特别优选的是，在波长转换层 和半导体本体之间的空间完全用内部成形体填充。特别优选的是，内 部成形体被实施为浇注件。因为波长转换材料与半导体本体的发射辐 射的正面间隔地设置，所以有利地将波长转换材料的温度负荷保持得 小。这同样提高了器件的效率。

输出耦合透镜可以是单独制造的元件，其例如被铣削、车削或者 压铸，并且在安装步骤中固定在光电子器件上。

然而此外也可能的是，输出耦合透镜在光电子器件上被制造，例 如其方式是输出耦合透镜作为在光电子器件上的浇注件来制造。

优选的是，半导体本体的发射辐射的正面没有波长转换层。特别 优选的是，内部成形体和/或输出耦合透镜也基本上没有波长转换材 料，也即内部成形体和/或输出耦合透镜除了少量的污染之外没有波长 转换材料。