专利名称：发射电磁辐射的光电子器件和用于制造光电子器件的方法
技术领域：
本发明分别要求德国专利申请102006004397. 9和102005047062. 9的优先权，其
公开内容通过引用结合于此。本发明的主题是根据权利要求1的前序部分所述的光电子器件以及用于制造这 种光电子器件的方法。
背景技术：
发射光的光电子器件例如在US 5，040, 868中已公开。该光电子器件具有壳基体， 该壳基体使引线框架的两个电印制导线成型以及具有凹处，在该凹处中导电地和机械地安 装有发射电磁辐射的发光二极管芯片。该凹处设置具有辐射可穿透的浇铸料，通过浇铸料 改善了电磁辐射从发光二极管芯片的耦合输出并且保护发光二极管芯片免受外部影响。在这种器件中使用的发光二极管芯片在其制造过程中遭受到某些制造波动，这些 制造波动经常导致标称上类似的半导体芯片在其工作时的亮度的波动。不仅以不同的外延 工艺过程制造的晶片而且同时以一工艺过程制造的不同的晶片都受到这种制造波动，该波 动尤其是包括外延工艺和掺杂工艺时的波动。
发明内容
本发明的任务是提供一种前面所述类型的光电子器件，该器件可以以技术上简单 的方式通过预先给定的辐射强度或者光强来制造。此外，还给出了一种用于制造这种光电 子器件的方法。该任务通过根据独立权利要求所述的光电子器件和方法来解决。该器件和方法的 有利的实施形式和优选的改进方案是从属权利要求的主题。给出了一种光电子器件，其具有壳和设置在该壳中的发光二极管芯片，该发光二 极管芯片发射电磁有效辐射(Nutzstrahlimg)。壳具有对有效辐射可穿透的壳材料。这种 壳材料为了调节所发射的有效辐射的预先给定的辐射强度或者光强而有目的地掺有吸收 辐射的颗粒。有效辐射的波长谱优选包括人眼可见的范围。相应地，通过吸收辐射的颗粒优选 调节由光电子器件发射的有效光的光强。概念“吸收辐射的颗粒”结合本申请不能理解为以下的发光材料该发光材料 吸收 由发光二极管芯片发射的第一波长范围的辐射，并且通过该辐射被激励以便发射不同于第 一波长范围的第二波长范围的电磁辐射。换言之，当吸收辐射的颗粒吸收器件的有效辐射 时，吸收辐射的颗粒不再发射光学辐射。与此相对，可能的是吸收辐射的颗粒不仅吸收有效 辐射，并且也部分散射。
通过吸收辐射的颗粒，以技术上简单的方式有针对性地减小了在光电子器件工作 时所发射的辐射强度或者光强。因此，考虑到了光电子器件的效率的降低，以便与所使用的 发光二极管芯片的波动的辐射强度或者光强无关地精确调节光电子器件的辐射强度或者 光强。
此外，还给出了一种用于制造光电子器件的方法，在该方法中提供了一种发光二 极管芯片。由发光二极管芯片在其工作时发射的辐射强度或者光强被测量。在提供一种对 于有效辐射是可穿透的并且掺有吸收辐射的颗粒的材料的情况下，吸收辐射的颗粒的浓度 有目的地根据所测量的辐射强度或者光强来选择，以便由此直接调节器件的要达到的辐射 强度或者光强。在另一方法步骤中，对于有效辐射可穿透的材料设置在由发光二极管芯片 在其工作时所发射的电磁辐射的光路中。该材料合乎目的地是可硬化的材料，吸收辐射的颗粒在未硬化的状态下混入该材 料中。要达到的亮度(即器件的辐射强度或者光强)的调节要求通过所说明的方法来测量 由发光二极管芯片所发射的辐射强度或者光强，以及根据测量结果选择吸收辐射的颗粒的 浓度。这可以以技术上简单的方式来实施，并且能够实现非常精确地调节亮度。吸收辐射的颗粒有利地对有效辐射的所有波长谱都是起吸收作用的。附加地或者 可替换地，这些颗粒有利地对由发光二极管芯片在其工作时发射的辐射的所有波长谱都是 起吸收作用的。特别优选地，吸收辐射的颗粒的吸收系数在有效辐射的整个谱中变化小于 10%。尤其是，在吸收时，这些颗粒在相关的波长范围中具有可忽略的大小的波长相关性。 由此，会降低器件的亮度，而不会显著影响有效辐射的发射频谱。根据该器件的另一有利的实施形式，对有效辐射可穿透的壳材料具有至少一种发 光材料。已确定的是，在这样的情况下借助吸收辐射的颗粒也可以精确地调节亮度。特别优选地，吸收辐射的颗粒具有碳黑(Russ)。碳黑通常已知为在燃烧过程中的 副产品。此外，碳黑被工业化地生产并且作为着色剂，尤其是作为增强的填充材料使用在汽 车轮胎中。碳黑通常在其吸收特性上具有比较强的波长相关性，这尤其也适于可见光。然而 已确定的是，确定形状的碳黑在可见波长范围中在吸收特性方面具有很小的波长相关性。工业碳黑通过不同限定的技术特征来生产。碳黑以聚集体的形式存在，其由多种 初级颗粒组合而成。尤其是具有特别小的初级颗粒大小的碳黑适于用作吸收辐射的颗粒。 此外，有利的是使用具有致密聚集结构的工业碳黑。在专业领域中，对于这种碳黑类型使用 英语表达“low structurecarbon black(LSCB 低结构碳黑)”。聚集体优选具有的平均尺 寸小于或者等于1 μ m。根据该器件的合乎目的的实施形式，吸收辐射的颗粒是电绝缘的。由此可能的是， 对有效辐射可穿透的壳材料直接紧靠发光二极管芯片，而不存在由于导电颗粒而形成短路 的危险。替代地，也可以使用导电的颗粒。当颗粒在壳材料中的浓度足够小时，同样可以至 少很大程度上避免了形成短路的危险。在此，最大浓度与聚集体大小有关。通过与常用的 碳黑颗粒相比具有小的聚集体大小的LSCB，在相同的形成短路的危险的情况下可以使用更 高的浓度。通常，吸收辐射的颗粒有利地具有小于或者等于IOOnm的平均颗粒直径(微粒平 均值)。这样小的颗粒可以特别良好地分散进壳材料中。在碳黑的情况下，聚集体的初级颗 粒优选具有这样小的平均颗粒直径。
对有效辐射可穿透的壳材料优选具有浇铸料或者模塑料。通过这种材料，可以制 造明确形状和尺寸的壳部件。浇铸料能够以浇铸或者例如以压铸方法来形成。模塑料可以 以压铸方法来处理。在一种合乎目的的实施形式中，对有效辐射可穿透的壳材料具有以下材料中的至 少一种环氧树脂、丙烯酸脂、硅树脂、热塑性塑料和具有上述材料中至少一种的混合材料。在另一优选的实施形式中，发光二极管芯片借助对有效辐射可穿透的壳材料来包 封或者成型。尤其是可能的是，壳材料直接紧靠发光二极管芯片。在一种合乎目的的实施形式中，器件具有带有壳体腔的壳基体，在壳体腔中安装 有发光二极管芯片。壳体腔至少部分填充以对有效辐射可穿透的壳材料。壳体腔的填充优 选通过浇铸对有效辐射可穿透的材料来进行。该器件的另一优选的实施形式设计了，器件具有带有外表面的壳 体。对有效辐射 可穿透的壳材料至少施加到壳体的外表面。合乎目的地，施加到壳体外表面的壳材料能够以膜的形式存在。该膜例如通过碾 平或者借助粘合剂固定在壳体外表面上。该膜有利地具有恒定的厚度。其合乎目的地柔性 地实施。可替换地，也可以改变膜的厚度。这例如可以通过有目的地结构化具有恒定厚度 的膜来实现。附加地或者可替换地，也可以将膜使用为壳材料，该膜掺有吸收辐射的颗粒。本发明提供了一种发光二极管芯片，其外表面设置有覆盖材料，该覆盖材料有目 的地掺有吸收辐射的颗粒，用于调节由发光二极管芯片发射的有效辐射的预先给定的辐射 强度或者光强。覆盖材料优选直接施加在发光二极管芯片上。特别优选地，覆盖材料以膜 的形式存在。该膜例如通过碾平或者借助粘合剂固定于发光二极管芯片的外表面。这还可 以在晶片复合结构中进行，即在从一个共同的复合结构中分割出多个发光二极管芯片之前 进行。
该器件的其他优点、优选的实施形式和改进方案从以下结合图1至12所阐述的实 施例中得到。其中图1示出了光电子器件的第一实施例的示意性剖面图，图2示出了光电子器件的第二实施例的示意性剖面图，图3示出了光电子器件的第三实施例的示意性剖面图，图4示出了根据吸收辐射的颗粒的浓度的、具有不同的发光二极管芯片的器件的 发射最大值的波长的曲线图，图5示出了根据吸收辐射的颗粒的浓度的、具有不同的发光二极管芯片的器件的 标准化的光强的曲线图，图6示出了根据吸收辐射的颗粒的浓度的、具有不同的发光二极管芯片的器件的 标准化的光通量的曲线图，图7示出了器件的标准化光密度的曲线图，该光密度与CIE色表的所得到的χ值 相关的并且针对在掺有吸收辐射的颗粒的壳材料中的发光材料的不同浓度，图8示出了器件的标准化光通量的曲线图，该该光密度与CIE色表的所得到的χ值相关的并且针对在掺有吸收辐射的颗粒的壳材料中的发光材料的不同浓度，图9示出了根据吸收辐射的颗粒的浓度的、在掺有吸收辐射的颗粒的壳材料中具 有发光材料的器件的标准化的光强的曲线图，图10示出了根据吸收辐射的颗粒的浓度的、在掺有吸收辐射的颗粒的壳材料中 具有发光材料的器件的标准化的光通量的曲线11示出了光电子器件的第四实施例的示意性剖面图，以及图12示出了光电子器件的第五实施例的示意性剖面图。
具体实施例方式在实施例和附图中，相同的或者作用相同的组成部分分别设置有相同的参考标 记。所示的组成部分以及组成部分彼此间的大小关系并不一定可以示为合乎比例尺寸的。 更确切地说，附图的一些细节为了更好的理解而被夸大地表示。在图1中所示的光电子器件中，借助导电的连接装置(例如金属焊剂或者粘合剂) 将发光二极管芯片1通过后侧接触部11固定在引线框架的第一电连接部2上。在与后侧 接触部U背离的侧上，发光二极管芯片1具有正面接触部12，该接触部借助接合线14与引 线框架的第二电连接部3导电地相连。发光二极管芯片1的裸露的表面、接合线14以及电连接部2、3的部分区域直接被 壳材料5包围，该壳材料对由发光二极管芯片1在其工作时发射的电磁辐射是可穿透的。该 壳材料5例如是填料，该填料具有大于80重量百分比的环氧浇铸树脂。此外，填料还可以 具有附加材料例如二乙二醇单甲醚(diethylenglykolmonomethyler)、Tegopren 6875-45 和 Aerosil 200。可替换地或者附加地，壳材料5具有例如至少一种混合材料。通过混合材料可以 使各种材料的有益特性相互组合。由此，例如可以减弱或者消除材料的不利特性。例如使 用聚合物混合材料。例如硅树脂改良的环氧树脂适于作为混合材料，该环氧树脂在紫外光 作用的情况下没有传统的环氧树脂老化厉害，然而此外基本上具有传统环氧树脂的有利的 物理特性。也可能的是，使至少一种环氧树脂与至少一种硅树脂彼此混合。对于这种合适 的混合材料的例子例如在US 2002/0192477A1中或者在US2005/0129957A1中说明，其公开 内容通过引用结合于此。此外，可以将硅树脂与丙烯酸脂组合，或者硅树脂与丙烯酸脂和环氧树脂组合。自 然也可能的是不使用混合材料，而例如将丙烯酸脂、硅树脂或者热塑性塑料用作壳材料5 的组成部分。吸收辐射的颗粒6混入填料5中。在此例如涉及工业上制造的具有限定的技术特 性的碳黑。碳黑颗粒由多种初级颗粒组合而成，初级颗粒一起形成聚集结构。该聚集结构 优选尽可能地致密。初级颗粒具有的平均直径为小于或者等于lOOnm。例如，平均直径为 50至60nm。平均直径应理解为测量到的直径的微粒平均值。聚集体所具有的平均直径小 于或者等于1 μ m。合适的工业碳黑例如是市面上可获得的“Printex 25”，其由Degussa公 司制造。在此涉及所谓的具有致密聚集结构的“低结构碳黑”(LSCB)。初级颗粒和聚集体的颗粒大小可以通过不同的方法来确定。两个大小例如都可以 借助透射电子显微镜(TEM)来确定，这是优选的。聚集体大小例如也可以借助散射光强度测量来确定。例如差分迁移分析器(DMA)也适合于确定初级微粒大小，该差分迁移分析器 通常被使用以便确定纳米级颗粒物质的电迁移直径。这种以及其它可能的用于确定相关颗 粒直径的测量方法对技术人员而言是已知的。不同于例如纵向延伸的聚集结构，致密的聚集结构具有以下优点聚集结构更小 地影响聚集结构所混入的材料的导电性。存在如下试验，该试验表明，LSCB颗粒在四倍这 样高的体积浓度的情况下，作为所谓“高结构碳黑”(HSCB)引起从基体材料的不导电状态过 渡到导电状态。在LSCB颗粒的情况下，例如从大约40体积百分比的体积浓度起开始这种 过渡，而在HSCB颗粒情况下，在浓度为10体积百分比的情况下已经出现这种情况。盐的存 在会使这种过渡朝着更低的浓度移动。通常，由碳黑聚集体形成凝聚物，该凝聚物可以具有在数微米的数量级的大小或 者具有几十微米的大小。应该尽最大可能地避免这种凝聚物。在将碳黑颗粒混入未硬化的 填料中时，可借助在极高的速度下驱动的旋转混合器均勻地添加填料。在该添加过程中出 现高的剪切力，该剪切力使得可能的凝聚物至少大部分破裂。吸收辐射的颗粒6例如以最大0. 01重量百分比的浓度混入填料中，这对应于大约 0. 03体积百分比。图2中所示的该器件的实施例与前面参照图1所阐述的实施例不同在于，发光二 极管芯片1、接合线14以及电连接部2和3的部分区域由透明的内部壳材料15包围，该壳 材料不含有吸收辐射的颗粒6。内部壳材料15例如由以发光二极管技术中传统使用的环氧 树脂、硅树脂或者丙烯酸脂树脂或者其他合适的辐射可穿透的材料(例如无机玻璃)构成。壳材料5被施加到内部壳材料15上，该壳材料5掺有吸收辐射的颗粒6。该壳材 料5以层4的形式存在，该层例如覆盖内部壳材料15的整个表面。同样可能的是，层4仅 仅覆盖该表面的部分区域。壳材料5和吸收辐射的颗粒可以如上面结合图1中所示的实施 例所阐述的那样来实现。对图2中所示的实施例可替换地，壳的直接封装发光二极管芯片1的部分也可以 掺有吸收辐射的颗粒6，在其上可以又施加有透明的壳材料，该透明的壳材料不含有吸收辐 射的颗粒。这种可替换的扩展方案例如在以下参照图12所描述的实施例中也是可能的。图3中所示的光电子器件的实施例具有带有凹处9的壳基体8。发光二极管芯片 1在该凹处中被施加在引线框架的第一电连接部2上。如在前面参照图1和2所阐述的实 施例中那样，发光二极管芯片的后侧接触部11与第一连接部2导电地相连，而前侧接触部 12与引线框架的第二电连接部3导电地相连。壳基体8例如借助压铸来构造，这可以在发光二极管芯片1安装之前进行。该壳 基体例如由不透光的塑料构成。凹处9在其形状方面被构造为对由发光二极管芯片1在其 工作时所发射的电磁辐射的反射器。凹处9填充以壳材料5，该壳材料对器件所发射的有效辐射是可穿透的。该壳材料 尤其是具有均勻混入的、吸收辐射的颗粒6。壳材料5和吸收辐射的颗粒6可以如前面参照 图1和2所描述的实施例那样来获得。该器件所发射的有效辐射例如仅仅是由发光二极管芯片1所发射的辐射。可替换 地，可能的是借助至少一种发光材料将该电磁辐射转换成不同波长范围的辐射。尤其也可 能的是，将发光材料颗粒与吸收辐射的颗粒6 —起混入对器件的有效辐射可穿透的材料5中。如果发光材料在由发光二极管芯片1所发射的电磁辐射的光路中的浓度足够高，则也 可以完全转换该辐射。发光二极管芯片1发射例如在UV范围中的电磁辐射。该辐射例如借助一种或者 多种发光材料转换成可见光。可替换地，发光二极管芯片1发射例如蓝光。蓝光可以借助 发光材料部分转换成黄光，这样通过在均勻的混合比的情况下使蓝光与黄光混合可以产生 白光。所有对于应用在LED中的已知的发光材料都适于作为发光材料。这种适于作为转 换器的发光材料和发光材料混合物的例子为-氯硅酸盐，例如在DE10036940和在那里所描述的现有技术中已公开，-正硅酸盐、硫化物、代硫金属和钒酸盐(酯)，例如在WO2000/33390和在那里所 描述的现有技术中已公开，
-铝酸盐、氧化物、卤代磷酸盐，例如在US6616862和在那里所描述的现有技术中 已公开，-氮化物、Sione和Sialone，例如在DE10147040和在那里所描述的现有技术中 已公开，以及-稀土元素(如YAG:Ce)的和碱土金属的石榴石，例如在US 2004-062699和在那 里所描述的现有技术中已公开。发光二极管芯片具有半导体层序列7，该半导体层序列基于氮化物-化合 物半导体材料。氮化物-化合物半导体材料是含有氮的化合物半导体材料，如来自 InxAlyGa1^yN(0彡χ彡1，0彡y彡1且x+y彡1)体系的材料。在此，尤其是如下的发光二 极管芯片属于基于氮化物-化合物半导体材料的发射辐射的发光二极管芯片的组在该发 光二极管芯片中半导体层序列7含有至少一个单个层，该层具有由氮化物-化合物半导体 材料系构成的材料。半导体层例如可以具有传统的pn结、双异质结构、单量子阱结构(SQW-结构)或 者多量子阱结构(MQW-结构)。这些结构对技术人员是已知的，因此在此不更为详细地进行 阐述。对于这种MQff-结构的例子在出版物W001/39282、US 6，172，382、US 5，831，277和 US 5，684，309中已进行了描述，其公开内容通过引用结合于此。图4至10中以图形示出的测量结果通过以上面参照图3所阐述的器件的方式获 得的器件来实现。Degussa公司的工业碳黑Printex 25被用作吸收辐射的颗粒。四个相同 的壳形状被用于测量，然而具有不同的发射频谱的不同的发光二极管芯片1被安装进壳形 状中。在图4中根据吸收辐射的颗粒的浓度(conc)说明了四种器件类型LED1、LED2、 LED3、LED4的发射最大值的波长。波长以nm为单位来说明而浓度以重量百分比(wt% )来 说明。在图4中可以看到，器件的发射最大值在吸收辐射的颗粒的0衬％到0. 01衬％之 间的浓度范围中不显著地变化。第一器件LEDl的发光二极管芯片具有在大约640nm处的 发射最大值，这对应于红光。在第二器件LED2中所使用的发光二极管芯片的发射最大值在 大约570nm处，这对应于黄绿色。由第三光电子器件LED3发射具有在大约560nm处的发射 最大值的绿光。第四器件LED4的发光二极管芯片发射具有在大约460nm处的发射最大值的蓝光。在图6中示出了根据吸收辐射的颗粒的浓度的由四种器件类型发射的光强Iv。光 强Iv以不含有吸收辐射的颗粒(cone = Owt % )的器件所发射的光强Ivtl来标准化。在图 6中以相应的描绘图表示了与吸收辐射的颗粒的浓度相关的光通量Φν。从图5和6中所示的曲线可以看到，不仅光强Iv而且器件类型LED2、LED3和LED4 的光通量Φν例如都以相同的方式随着起吸收作用的颗粒的浓度增加而降低。对这些器件 的测量点用三角形表示，其尖端朝下。与此相对，第一器件类型LEDl的测量结果显示了略 微的偏差。即，光强Iv和光通量Φν随着吸收颗粒的浓度增加而减小的粗略过程对应于第 二至第四器件LED2、LED3、LED4的过程。然而，对具有发射红光的发光二极管芯片的第一器 件类型LEDl，光强Iv和光通量Φ v总体上减小更少。除了用直线彼此连接的测量点之外，在图5和6中分别示出了两个指数曲线，所述 曲线分别与器件类型LEDl的测量点以及与器件类型LED2至LED4的测量点相匹配。在图7和8中，示出了与器件所发射的色度坐标相关的第四器件类型LED4(发射 蓝光的发光二极管芯片)的光强Iv和光通量Φν的测量，其中色度坐标通过CIE色表的χ 值来表示。在这些图中，分别绘制了四个测量系列(Messreihe)，这些测量系列以吸收辐射 的颗粒的四种不同浓度来进行。此外，将黄色发光材料混入器件的填料中，该黄色发光材料 可以通过蓝光来激发。在此，涉及YAG:Ce，即用Ce激活的钇铝石榴石。在一个测量系列内，吸收颗粒的浓度是恒定的，而发光材料的浓度变化。在吸收颗 粒的浓度为0衬％的测量系列中，CIE_x值随着发光材料含量增加而从大约0. 23增加到大 约0. 41。增加的发光材料浓度在图7和图8中在图下方分别用箭头表示，箭头设置有表述 “转换器”。与其他含有吸收颗粒的浓度为0. 005wt%,0. 01wt%或者0. Iwt%的测量系列相 比，可以看到，在大约相等的发光材料浓度的情况下所测量的CIE_x值的下限以及上限都 分别朝着更小的值移动。在0. 2到0. 25之间的CIE_x值的情况下，由黄光和蓝光构成的混合光结果具有显 现为蓝色的色调，而对于在大约0. 4到0. 45之间的CIE_x值，黄色成分占优势。在0. 3到 0. 35之间的范围中，蓝光和黄光的混合总体上得到白光。这些结果表明，在将吸收颗粒添加 到发光材料颗粒被混入其填料中的器件时，必须提高发光材料颗粒的浓度，以便避免所得 到的由器件发射的色觉的偏移。因此在制造具有转换材料的器件的情况下，可以首先根据测量到的发光二极管芯 片的辐射强度或者光强有目的地选择吸收辐射的颗粒的浓度，以调节明确限定的光强。为 了有目的地调节所希望的色调，于是可以根据吸收辐射的颗粒的浓度有目的地选择发光材 料的浓度。在图9和10中用图形示出了与吸收颗粒浓度相关的光强、和光通量Φν。这又 涉及第四器件类型LED4，其中分别将保持恒定浓度的发光材料颗粒混入填料中。测量结果 表明，在使用发光材料的情况下也可以连续地调节器件的辐射强度或光强。在图11和12中所示的器件类似于前面参照图3所描述的器件。不同之处在于， 壳基体8的凹处9分别填充以壳材料15，该材料不含有吸收辐射的颗粒。凹处9例如填充 以壳材料15，使得安装在凹处9中的发光二极管芯片1由壳材料15来包封。在图11和12中所示的器件的情况下，壳基体8和壳材料15构成了壳体。另一壳材料15被施加到该壳体的外表面上，该壳材料对由发光二极管芯片1在其工作时所发射的辐射是可穿透的，并且具有吸收辐射的颗粒6。原则上如上面结合其余实施例所描述的那样 来获得壳材料5和吸收辐射的颗粒6。在图11中所示的器件的情况下，含有吸收辐射的颗粒6的壳材料5层状地被施加 在壳体8、15的外表面上。在制造器件时，在壳材料被施加到壳体8、15的外表面上之前，壳 材料5能够以预制的具有例如恒定厚度的层的形式来提供。该施加例如借助粘合或者碾平 来进行。尤其可能的是，层状壳材料5作为膜来提供，该膜是柔软的并且因此也可以施加到 壳体的不平的外表面。在施加之后该膜例如可以硬化并且失去其柔软性。具有不平的外表面的壳体8例如示出在图12中。例如作为膜提供的具有吸收辐射 的颗粒6的壳材料5可以施加到该不平的外表面上。然而，这种可能性未示出在图12中。 在所示的实施例中，凹处9仅部分填充以壳材料15。壳材料15的外表面具有凹面的弯曲并 且因此形成了池状或者盆状的凹陷。壳材料5填入该凹陷中，该壳材料具有吸收辐射的颗 粒6。例如通过提供未硬化的材料形式的壳材料5、用所述材料浇注通过壳材料15的外表 面形成的凹陷以及随后通过硬化壳材料5来进行凹陷的填满。在图12中所示的器件的情况下，壳材料5具有层状的形状，然而该形状不具有恒 定的厚度。在器件的光轴的区域中，壳材料5例如具有最大的厚度，该厚度随着距离器件的 光轴的距离增大而变得更小。通过这种壳材料具有变化的厚度的层5，不仅可以有目的地调 节由器件发射的光强度或者辐射强度，而且可以有目的地调节器件的辐射特性。壳材料5 的厚度的变化自然原则上也可以是任意的，并且与在个别情况下存在的器件和要实现的辐 射特性相协调。替换图12所示的例子，也可能的是，壳材料层5在外部区域中比中部区域具有更 大的厚度。此外，在参照图11和12所描述的实施例中也可能的是，光电子器件不含有壳基体 8。这例如可以通过以如在上面参照图1和2所描述的器件的方式构造壳体来实现。在所有实施例的情况下，例如附加地或者对使用掺有吸收辐射的颗粒6的壳材料 可替换地，也可能的是，发光二极管芯片设置有膜，该膜掺有吸收辐射的颗粒。该膜例如具 有硅树脂，或者具有环氧树脂的混合材料。吸收辐射的颗粒可以如前面已经描述的那样来 获得。从上面的描述可以看出，本发明包括但不限于如下技术方案技术方案1 一种光电子器件，其发射有效辐射，所述光电子器件具有壳和设置在 壳中的发光二极管芯片，其中，壳具有对有效辐射可穿透的壳材料，所述壳材料有目的地掺 有吸收辐射的颗粒，用于调节所发射的有效辐射的预先给定的辐射强度或者光强。技术方案2 根据技术方案1所述的光电子器件，其中吸收辐射的颗粒对有效辐射 的全部波长谱都是起吸收作用的。技术方案3:根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中吸收辐射的颗 粒对于由发光二极管芯片在其工作时所发射的辐射的全部波长谱都是起吸收作用的。技术方案4:根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中对有效辐射可 穿透的壳材料具有浇铸料或者模塑料。技术方案5:根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中对有效辐射可穿透的壳材料具有以下材料中的至少一种环氧树脂、丙烯酸脂、硅树脂、热塑性塑料和具 有上述材料中至少一种的混合材料。技术方案6 根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中发光二极管芯 片借助对有效辐射可穿透的壳材料来包封或者成型。技术方案7 根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中对有效辐射可 穿透的壳材料具有至少一种发光材料。技术方案8 根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中吸收辐射的颗 粒具有碳黑。技术方案9 根据技术方案7所述的光电子器件，其中碳黑是具有致密的聚集体结 构的工业碳黑(LSCB，“低结构碳黑”)。技术方案10 根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中吸收辐射的颗 粒具有小于或者等于IOOnm的平均的颗粒直径。技术方案11 根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中吸收辐射的颗 粒的吸收系数在有效辐射的整个谱中变化小于10%。技术方案12 根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中器件具有带有 壳体腔的壳基体，在该壳体腔中安装有发光二极管芯片，并且该壳体腔至少部分填充以对 有效辐射可穿透的壳材料。技术方案13 根据上述技术方案中任一个所述的光电子器件，其中器件具有壳 体，并且对有效辐射可穿透的壳材料被施加到壳体的外表面。技术方案14 根据技术方案13所述的光电子器件，其中对有效辐射可穿透的壳材 料以膜的形式被施加到壳体的外表面。技术方案15 —种用于制造发射有效辐射的光电子器件的方法，具有以下步骤 提供发光二极管芯片，测量由发光二极管芯片发射的辐射强度或者光强，提供对有效辐射 可穿透的材料，所述材料掺有吸收辐射的颗粒，根据测量到的发光二极管芯片的辐射强度 或者光强有目的地选择吸收辐射的颗粒在所述材料中的浓度，用于调节器件要达到的辐射 强度或者光强，将对有效辐射可穿透的材料设置在由发光二极管芯片在其工作时所发射的 电磁辐射的光路中。技术方案16 根据技术方案15所述的方法，其中发光二极管芯片通过对有效辐射 可穿透的材料包封或者成型。技术方案17 根据技术方案15或者16所述的方法，其中提供对有效辐射可穿透 的材料，所述材料除了具有吸收辐射的颗粒之外还具有至少一种发光材料，并且根据所选 择的吸收辐射的颗粒的浓度有目的地选择发光材料在所述材料中的浓度，用于调节由器件 发射的有效辐射所要达到的色度坐标。技术方案18 根据技术方案15-17中任一个所述的方法，其中进一步具有如下的 步骤提供具有壳体腔的壳基体，将发光二极管芯片安装在壳体腔中，用对有效辐射可穿透 的材料来至少部分浇注壳体腔。技术方案19 根据技术方案15-17中任一个所述的方法，其中提供含有发光二极管芯片和具有带有外表面的壳体的器件，其中对有效辐射可穿透的材料被施加到壳体的外 表面。
技术方案20 根据技术方案19所述的方法，其中对有效辐射可穿透的材料在施加 到外表面之前以预制的材料层的形式来提供。技术方案21 根据技术方案19或20所述的方法，其中对有效辐射可穿透的材料 在施加到外表面之前以膜的形式来提供。本发明并非通过借助实施例对本发明的描述而局限于此。更确切地说，本发明包 括任意新的特征以及这些特征的任意组合，特别是包含权利要求中的特征的任意组合，即 使这些特征或者组合本身没有明确地在权利要求中或者实施例中被明确说明。除了碳黑之 夕卜，还存在多种其他材料，这些材料原则上适合作为吸收颗粒使用在器件中。材料的适宜性 可以取决于器件所发射的有效辐射的 发射频谱。
权利要求
一种光电子器件，其发射有效辐射，所述光电子器件具有壳和设置在壳中的发光二极管芯片，其特征在于，壳具有对有效辐射可穿透的壳材料，所述壳材料有目的地掺有吸收辐射的颗粒，用于调节所发射的有效辐射的预先给定的辐射强度或者光强，其中吸收辐射的颗粒具有碳黑并且该碳黑是具有致密的聚集体结构的工业碳黑(LSCB，“低结构碳黑”)。
2.根据权利要求1所述的光电子器件，其特征在于，吸收辐射的颗粒对有效辐射的全 部波长谱都是起吸收作用的。
3.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，吸收辐射的颗粒对于由发光二 极管芯片在其工作时所发射的辐射的全部波长谱都是起吸收作用的。
4.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，对有效辐射可穿透的壳材料具 有浇铸料或者模塑料。
5.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，对有效辐射可穿透的壳材料具 有以下材料中的至少一种环氧树脂、丙烯酸脂、硅树脂、热塑性塑料和具有上述材料中至 少一种的混合材料。
6.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，发光二极管芯片借助对有效辐 射可穿透的壳材料来包封或者成型。
7.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，对有效辐射可穿透的壳材料具 有至少一种发光材料。
8.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，吸收辐射的颗粒具有小于或者 等于lOOnm的平均的颗粒直径。
9.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，吸收辐射的颗粒的吸收系数在 有效辐射的整个谱中变化小于10%。
10.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，器件具有带有壳体腔的壳基 体，在该壳体腔中安装有发光二极管芯片，并且该壳体腔至少部分填充以对有效辐射可穿 透的壳材料。
11.根据权利要求1或2所述的光电子器件，其特征在于，器件具有壳体，并且对有效辐 射可穿透的壳材料被施加到壳体的外表面。
12.根据权利要求11所述的光电子器件，其特征在于，对有效辐射可穿透的壳材料以 膜的形式被施加到壳体的外表面。
13.一种光电子器件，其发射有效辐射，所述光电子器件具有壳和设置在壳中的发光二 极管芯片，其特征在于，壳具有对有效辐射可穿透的壳材料，所述壳材料有目的地掺有吸收 辐射的颗粒，用于调节所发射的有效辐射的预先给定的辐射强度或者光强，其中吸收辐射 的颗粒具有小于或者等于lOOnm的平均的颗粒直径。
14.一种光电子器件，其发射有效辐射，所述光电子器件具有壳和设置在壳中的发光二 极管芯片，其特征在于，壳具有对有效辐射可穿透的壳材料，所述壳材料有目的地掺有吸收 辐射的颗粒，用于调节所发射的有效辐射的预先给定的辐射强度或者光强，其中吸收辐射 的颗粒的吸收系数在有效辐射的整个谱中变化小于10%。
全文摘要
给出了一种光电子器件，其中该光电子器件具有壳和设置在壳中的发光二极管芯片(1)，该发光二极管芯片发射有效辐射。壳具有对有效辐射可穿透的壳材料(5)，该壳材料有目的的掺有吸收辐射的材料，用于调节所发射的有效辐射的预先给定的辐射强度或者光强。通过吸收辐射的颗粒(6)有目的地使辐射强度或者光强降低限定的值，以便调节器件的预先给定的辐射强度或者光强。此外还给出了一种用于制造这种光电子器件的方法。
文档编号H01L33/50GK101834264SQ20101016732
公开日2010年9月15日 申请日期2006年9月22日 优先权日2005年9月30日
发明者基尔斯廷·彼得森, 赫贝特·布伦纳 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司