WO2010034274A1 - Radiation emitting device - Google Patents

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WO2010034274A1
WO2010034274A1 PCT/DE2009/001116 DE2009001116W WO2010034274A1 WO 2010034274 A1 WO2010034274 A1 WO 2010034274A1 DE 2009001116 W DE2009001116 W DE 2009001116W WO 2010034274 A1 WO2010034274 A1 WO 2010034274A1
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WO
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semiconductor chips
emitting device
radiation
longitudinal axis
radiation emitting
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PCT/DE2009/001116
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German (de)
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Siegfried Herrmann
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/648—Heat extraction or cooling elements the elements comprising fluids, e.g. heat-pipes

Definitions

  • a radiation emitting device is given.
  • An object to be solved is to provide a radiation-emitting device that can be used for general lighting purposes.
  • the latter comprises at least two optoelectronic semiconductor chips.
  • the semiconductor chips are designed to at least partially electromagnetic radiation in the ultraviolet or in the visible
  • the semiconductor chips emit UV radiation or blue light, this radiation or this light is preferably at least partially converted into electromagnetic radiation having a greater wavelength by means of a conversion means.
  • Conversion means may be applied as a layer on at least a portion of the semiconductor chips.
  • a plurality of semiconductor chips in particular emitting in the blue, green and red spectral ranges, to be combined with one another in the radiation-emitting device and, as a result, white mixed light to be generated.
  • the semiconductor chips can be formed, for example, as thin-film chips, as described in the document WO 2005/081319 A1, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference with respect to the semiconductor chip described there as well as the production method described therein.
  • At least two semiconductor chips are arranged one above the other in at least one stack.
  • the majority of the semiconductor chips for example, more than 80% or all
  • a stack comprises at least two optoelectronic semiconductor chips.
  • the stack has a longitudinal axis.
  • the longitudinal axis cuts all semiconductor chips.
  • the longitudinal axis is in the direction of the major axis of the radiation emitting device having the largest dimension or in the direction of an axis of symmetry of the device.
  • the longitudinal axis can be a fictitious line.
  • the longitudinal axis is not a straight line. That is, the longitudinal axis may be in the form of a curved and / or convoluted line.
  • the longitudinal axis, and thus the stack is U-shaped or spiral-shaped, approximately similar to a curved rod or tube.
  • the longitudinal axis has at least one radius of curvature, wherein the radius of curvature is at least half of a diameter of the semiconductor chips in a direction perpendicular to the longitudinal axis.
  • the at least one radius of curvature is greater than the diameter of the semiconductor chips.
  • the Radius of curvature at least 1 mm, in particular at least 10 mm.
  • a main emission of the device occurs laterally with respect to the longitudinal axis of the stack.
  • an angle-dependent intensity distribution in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the stack has a maximum.
  • the radiation emitted by the device may have an intensity distribution which is the
  • Intensity distribution with respect to the radiation angle of a Hertzian dipole or a dipole radiator is similar or equivalent.
  • no or negligible radiation is emitted in a direction parallel to the longitudinal axis. It is possible that all of the radiation emitted by the device is emitted via emitting surfaces, wherein the emitting surfaces have a normal vector which is oriented within manufacturing tolerances perpendicular to the longitudinal axis of the stack.
  • a distance between two adjacent semiconductor chips in the direction of the longitudinal axis is at least 1 mm.
  • the mutually facing main sides of the adjacent semiconductor chips are at least 1 mm apart.
  • the distance may also be at least 2 mm, in particular at least 3 mm.
  • the latter comprises at least two optoelectronic semiconductor chips, wherein the semiconductor chips are arranged one above the other in a stack.
  • a Main radiation of the device takes place laterally with respect to a longitudinal axis of the stack.
  • a distance between two adjacent semiconductor chips in the direction of the longitudinal axis is at least 1 mm.
  • Such a radiation-emitting device may be designed in shape as a fluorescent tube or as an energy-saving lamp and is used for general lighting purposes.
  • neighboring semiconductor chips arranged along the longitudinal axis do not touch each other.
  • each semiconductor chip of the stack has, along the longitudinal axis, each
  • a distance between two adjacent semiconductor chips along the longitudinal axis is at most 100 mm, in particular at most 10 mm.
  • At least one electrical contact point is located between two adjacent semiconductor chips, via which the adjacent semiconductor chips are electrically connected to one another.
  • the contact point is located on the main side of the semiconductor chip.
  • the contact point occupies, compared to the entire main surface of the semiconductor chip, preferably only a small area, for example less than 20% or less than 5%.
  • the contact point can be designed as a solder contact.
  • surface-shaped or finger-like contact structures may be located over the main surface of the semiconductor chip to improve and homogenize the power supply.
  • Contact structures may be made of or consist of an electrically conductive transparent oxide, TCO for short. Finger-like contact structures can be produced with a metal, for example via vapor deposition.
  • the contact points or the structures for electrical contacting of the semiconductor chips, for example, are not framed.
  • the contact points form a simply contiguous area such that the contact points do not completely surround or enclose any area that is not covered by a material of the contact points.
  • the contact points have, for example, a round or circular floor plan. That is, a projection of the contact points on a plane parallel to the main surfaces of the semiconductor chips has a round or circular shape.
  • the contact points of two adjacent semiconductor chips are contacted with one another via at least one, in particular via exactly one electrical connection.
  • the electrical connection may comprise a metallic wire or be designed as a conductor track.
  • the semiconductor chips of the stack are electrically connected in series via the electrical connection. It is possible that the electrical connection also serves for the mechanical connection and / or attachment of the semiconductor chips.
  • the semiconductor chips are designed as substrateless thin-film chips. Such semiconductor chips are described in the publication DE 10 2007 004 304 A1, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference with regard to the semiconductor chips described there and the production method described therein.
  • a thickness of the semiconductor chips in a direction perpendicular to the main surface is preferably less than 20 ⁇ m, in particular less than 10 ⁇ m.
  • Semiconductor chips preferably have no growth substrate and no carrier substrate.
  • the semiconductor chips may consist of an epitaxially grown, self-supporting layer sequence, wherein the semiconductor chips may have applied on the layer sequence applied electrical contact structures whose thickness is preferably smaller than the thickness of the layer sequence.
  • the distance between two adjacent semiconductor chips is greater than a hundred times, in particular greater than five hundred times, the thickness of the semiconductor chips.
  • At least two, preferably all semiconductor chips are configured to emit the radiation on two mutually opposite main sides of the semiconductor chips.
  • the radiation generated in the semiconductor chip can leave it on its two main sides.
  • the semiconductor chips of the device thus have, in particular, no growth substrate which has a reflective or absorptive effect with respect to the radiation generated during operation of the semiconductor chip.
  • this is, at least partially, cylindrical-shaped.
  • the device thus has, for example, the shape of a round bar, a circular cylinder or a tubular shape.
  • the device may be designed in the shape of any mathematical cylinder having two mutually parallel, planar surfaces which are interconnected along their edges by mutually parallel straight lines.
  • this has a diameter of> 1 mm and ⁇ 20 mm.
  • diameter is meant the mean extent of the radiation-emitting device in a direction perpendicular to the longitudinal axis. If the device comprises at least one heat sink and / or at least one heat sink, then the device can have a diameter in the stated value range, at least without the heat sink or the heat sink.
  • the extent of the radiation-emitting device in a direction parallel to the longitudinal axis is ⁇ 5 mm, preferably ⁇ 50 mm, in particular ⁇ 300 mm.
  • the ratio of the length of the radiation-emitting device, along the longitudinal axis, and the diameter of the radiation-emitting device, in a direction perpendicular to the longitudinal axis is ⁇ 10, in particular ⁇ 50.
  • the main emission has a - _
  • the axis of symmetry is preferably formed by the longitudinal axis of the stack of semiconductor chips.
  • the radiation emitted by the device which is emitted in a certain direction, is within the scope of
  • the latter comprises at least five, in particular at least 15 semiconductor chips. As a result, a particularly bright emitting device can be realized.
  • At least two adjacent semiconductor chips are arranged congruently one above another in the direction of the longitudinal axis. That is to say, if a semiconductor chip is projected onto a plane perpendicular to the longitudinal axis, the projection of an adjacent semiconductor chip, for example, is congruent with the projection of the first-mentioned semiconductor chip within the manufacturing and measurement tolerances.
  • an optical waveguide material is located between at least two adjacent semiconductor chips in a direction along the longitudinal axis.
  • such an optical waveguide material is located between all, respectively adjacent semiconductor chips.
  • the optical fiber material is, for example, with a glass, a plastic or a " ⁇ -
  • the optical waveguide material is permeable with respect to the radiation emitted by the semiconductor chips.
  • the optical fiber material acts scattering for the radiation generated during operation of the device.
  • the optical waveguide material may contain admixtures which specifically influence the optical and / or mechanical and / or thermal and / or electrical properties of the optical waveguide material.
  • At least one semiconductor chip is embedded in the optical waveguide material. More than 80% of the semiconductor chips, in particular all semiconductor chips, are preferably embedded in the optical waveguide material. Embedded may mean that the semiconductor chips are completely surrounded and enclosed by the optical fiber material and the contact points.
  • the semiconductor chips are individually and / or electrically controllable in groups.
  • all semiconductor chips of a stack and / or all groups of semiconductor chips are electrically connected in parallel and can be supplied with current independently of each other.
  • the various stacks may be electrically connected in parallel to one another, in which case it is possible for all the semiconductor chips of a stack to be electrically connected in series.
  • all semiconductor chips of a stack or all semiconductor chips of the device that emit in a specific spectral range are one
  • the electrical connections are, at least partially, mounted on an outer surface of the optical waveguide material, in particular on the radiating surface.
  • the electrical connections are about as
  • Conductors designed, for example, are applied via a printing or vapor deposition on the optical fiber material.
  • At least two adjacent semiconductor chips are electrically connected to one another via a radiation-transmissive connection means which is conductive essentially only in the direction parallel to the longitudinal axis.
  • the connecting means has a plurality of thin channels parallel to the longitudinal axis, which are filled with an electrically conductive material. This plurality of channels with the electrically conductive material is in particular connected to the contact points of the adjacent semiconductor chips, whereby the electrical
  • the electrically conductive material in the channels can be designed with a metal, a matrix material of the substrate surrounding the channels, for example with a glass.
  • a connection means which may be shaped like a disk, has no or only a negligible transverse conductivity, ie an electrical conductivity in a direction perpendicular to the longitudinal axis. It is possible that the semiconductor chips are respectively applied to such a connecting means and a plurality of such connecting means with applied thereto
  • an angle between a normal vector of the main side of at least one of the semiconductor chips and the longitudinal axis is smaller than 3 °.
  • the semiconductor chips are oriented so that the normal vectors of the main sides of the semiconductor chips are oriented substantially parallel to the longitudinal axis of the stack of the semiconductor chips.
  • the main emission of the device then takes place substantially in a direction parallel to the main sides of the at least one semiconductor chip.
  • an angle between the normal vector of the main side is at least one
  • semiconductor chips and the longitudinal axis between 10 ° and 45 ° inclusive.
  • the semiconductor chips are tilted with respect to the longitudinal axis. It is also possible that adjacent semiconductor chips both tilted with respect to the longitudinal axis and against each other, for example
  • Such an arrangement of the semiconductor chips enables efficient main radiation in a direction perpendicular to the longitudinal axis and a homogeneous, rotationally symmetrical radiation of the device.
  • this is designed, at least in part, U-shaped.
  • at least two stacks of semiconductor chips, arranged parallel to one another with respect to their longitudinal axes, can be connected via, for example, a semiconductor chip
  • this is designed with a hollow cylinder whose axis of symmetry is oriented parallel to the longitudinal axis of the stack.
  • the hollow cylinder is at least one, preferably all semiconductor chips of the at least one stack or the device.
  • cooling of the semiconductor chips takes place at least partially via a gas and / or liquid convection.
  • the semiconductor chips are mounted in a hollow cylinder in which a gas and / or a liquid circulates or flows through a gas and / or a liquid.
  • the gas and / or the liquid are preferably permeable to the radiation generated by the device. If the cooling takes place via a liquid, the liquid preferably has one
  • Refractive index which lies between that of the semiconductor chips and that of the material of the hollow cylinder.
  • this comprises at least one
  • the heat sink is designed, for example, with a metal and is preferably in thermal contact with at least one semiconductor chip. It is possible that each semiconductor chip of the device is associated with exactly one heat sink. Preferably, the heat sink has a high thermal conductivity and a high heat capacity, so that heat generated in the operation of the semiconductor chips of the heat sink can be picked up and derived from the semiconductor chips.
  • Light conductor material each mounted at least one semiconductor chip.
  • At least one heat sink is located at each of the main surfaces of these semiconductor chips, which are remote from the optical waveguide material. Between heat sinks and semiconductor chips, there may be at least one coating which, for example, reflects radiation emitted by the semiconductor chips.
  • the end surfaces are, in particular, those surfaces of the optical waveguide material which are not intended to emit radiation. If the optical waveguide material is shaped, for example, as a circular cylinder, the bottom and top surfaces of the circular cylinder represent the end faces.
  • At least one of the heat sinks is designed in the form of a plug connection.
  • the device can be attached to an external connection device and / or electrically connected.
  • At least two semiconductor chips are arranged next to one another, ie laterally, in a direction perpendicular to the longitudinal axis. The juxtaposed
  • Semiconductor chips are, for example, in a plane perpendicular to the longitudinal axis. These semiconductor chips can be applied to a common carrier, such as a glass plate be.
  • the semiconductor chips arranged next to one another preferably emit in mutually different wavelength ranges.
  • the main surfaces of the semiconductor chips arranged side by side preferably point in the same direction, for example in the direction of the longitudinal axis. That is, the normal vectors of the major surfaces are then oriented parallel to the longitudinal axis.
  • three semiconductor chips are arranged next to one another in a plane perpendicular to the longitudinal axis.
  • One of these semiconductor chips preferably emits in the red, another semiconductor chip in the green and a third semiconductor chip in the blue spectral range.
  • a white light-emitting device can be achieved.
  • the semiconductor chips have a square, a rectangular, a hexagonal, a circular, a triangular or a diamond-shaped plan.
  • the semiconductor chips are arranged in a hollow cylinder which has a glass.
  • a hollow cylinder offers the semiconductor chips protection against external influences and has a high permeability with respect to the radiation generated by the device.
  • the semiconductor chips may be sealed airtight in the hollow cylinder, for example.
  • this comprises optical Scattering elements which are mounted between at least two adjacent semiconductor chips.
  • the optical scattering elements may be located in the optical waveguide material or added to such a material.
  • a heterogeneously constructed dielectric is located between at least two adjacent semiconductor chips.
  • Such a dielectric may comprise different materials with different refractive indices, so that the light generated by the semiconductor chips is deflected in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the stack of semiconductor chips.
  • Such a heterogeneously constructed dielectric may have prismatic structures and / or scattering elements with facets.
  • the semiconductor chips consist of the epitaxial layer sequence and of the electrical contact structures whose thickness is smaller than the thickness of the layer sequence.
  • the semiconductor chips are mechanically interconnected via the optical fiber material, which is rod-shaped.
  • the semiconductor chips are electrically connected in series via the electrical connections, wherein the electrical connections between two adjacent
  • a radiation-emitting device may take the outer shape of a fluorescent tube or an energy-saving lamp.
  • a luminous means is provided which comprises at least one radiation-emitting device, for example as described in connection with one or more of the abovementioned embodiments.
  • this has an electrical control unit, so that the luminous means can be operated via, for example, 50 Hz or 60 Hz alternating current with a voltage of 115 V or 230 V.
  • the light source can have an Edison thread, so that the light source can be screwed into a socket for a light bulb, for example. It is also possible that the lighting means has plug connections. About such connectors, the bulb can be used in brackets, for example for
  • Fluorescent tubes are used.
  • the outer dimensions of the luminous means are preferably designed such that the luminous means can be used with the at least one radiation-emitting device instead of, for example, a fluorescent tube or an incandescent lamp.
  • Some application areas in which radiation-emitting devices and / or illuminants described here can be used are, for example, the backlighting of displays or display devices. Furthermore, the devices described here can be used in illumination devices for projection purposes, in headlights or light emitters and in general lighting.
  • FIG. 1 shows a schematic three-dimensional representation of an exemplary embodiment of a radiation-emitting device described here
  • FIG. 2 shows schematic plan views of exemplary embodiments of devices described here
  • FIGS 3 to 9 are schematic representations of further embodiments of here described
  • Figure 10 is a schematic representation of a
  • Figure 11 is a schematic side view of another
  • Embodiment of a radiation emitting device described herein Embodiment of a radiation emitting device described herein.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a radiation-emitting device 1.
  • Substrateless thin-film semiconductor chips 2 are arranged in a stack 3.
  • the stack 3 has a longitudinal axis A along the
  • the semiconductor chips 2 each have two mutually opposite main sides 20 over which the radiation generated in the semiconductor chip 2 substantially leaves this.
  • a thickness T of the semiconductor chips 2 is approximately 6 ⁇ m.
  • the semiconductor chips 2 of the stack 3 are in one
  • the optical fiber material 5 has the shape of a cylindrical rod.
  • a radiating surface 9 forms an outer boundary surface of the optical waveguide material 5.
  • the radiating surface 9 in this case points away from the longitudinal axis A. End faces 12 of the
  • Optical fiber material 5 are aligned parallel to the main sides 20 of the semiconductor chips 2.
  • the radiation generated by the semiconductor chips 2 leaves the device 1 via the emission surface 9. No or only negligible radiation exits from the device 1 via the end faces 12.
  • the semiconductor chips 2 are arranged such that a normal vector N of the main surfaces 20 of the semiconductor chips 2 is oriented parallel to the longitudinal axis A.
  • a distance D between the mutually facing main surfaces 20 of adjacent semiconductor chips 2 is greater than 3 mm.
  • the ratio of the distance D between adjacent semiconductor chips 2 and the thickness T of the semiconductor chips 2 is thus greater than 500.
  • the semiconductor chips 2 lie congruently one above another with respect to the longitudinal axis A. In other words, projections of the semiconductor chips 2 lie on a plane perpendicular to the longitudinal axis A one above the other.
  • FIG. 2 shows various schematic plan views of radiation-emitting devices 1.
  • the longitudinal axis A of the devices 1 is oriented in Figure 2 each perpendicular to the plane and not drawn. _
  • the semiconductor chips 2 have a square outline.
  • the semiconductor chips 2 are surrounded by a rod-shaped optical waveguide material 5 or embedded in this.
  • Optical material 5 includes, for example, a glass or a plastic.
  • Optical fiber material 5 may have a coating, roughening or structuring, so that the efficiency with respect to the coupling-out of the radiation generated by the semiconductor chips 2 is increased out of the device 1.
  • the semiconductor chips 2 have a hexagonal outline, in accordance with FIG. 2C a round outline.
  • the semiconductor chips 2 of the stack 3 are arranged congruently with respect to the longitudinal axis A in each case within the framework of the manufacturing tolerances.
  • three semiconductor chips 2 a, 2 b, 2 c are arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis A.
  • the semiconductor chips 2a, 2b, 2c have a rhomboidal plan view. This makes it possible for the semiconductor chips 2a, 2b, 2c to be densely packed in the plane.
  • Each one of the semiconductor chips 2a, 2b, 2c emits in the red, green and blue spectral range, so that overall white mixed light can result.
  • adjacent planes of semiconductor chips 2a, 2b, 2c can be rotated relative to one another with respect to the longitudinal axis A, for example by 120 °.
  • the semiconductor chips 2 of the stack 3 are not arranged congruently, but are rotated relative to one another about the longitudinal axis not shown and laterally displaced.
  • the color impression of the radiation emitted by the device 1 can be adjusted in a wide range, for example only in certain regions of the device 1.
  • the semiconductor chips 2 are surrounded by the optical waveguide material 5, via which the semiconductor chips 2 of the stack 3 are mechanically rigidly connected to one another.
  • the light guide material 5 is shaped like a cylinder.
  • the optical waveguide material 5 is surrounded by a cladding 17, which has an elliptical floor plan.
  • the sheath 17 may be designed as a hollow body, so that in the sheath 17, the optical waveguide material 5 can be introduced with the stack 3 of the semiconductor chips 2 and between the optical waveguide material 5 and the sheath 17 is a cavity 21.
  • the envelope 17 By shaping the envelope 17 as an ellipse, the light guide material 5 can be placed in the envelope 17 in a defined manner with the stack 3; a type of guide rail is formed by the elliptical shape.
  • Optical fiber material 5 may optionally be a cooling medium 19.
  • the cooling medium 19 which includes a gas and / or a liquid, heat generated by the semiconductor chips 2 can be dissipated therefrom, at least in part, during operation of the device 1.
  • the cooling medium 19 is permeable with respect to the radiation generated by the device 1 during operation.
  • FIG. 3 illustrates the use of a radiation-emitting device 1, for example according to FIG. 1, in conjunction with a reflector 16, see schematic three-dimensional representation in FIG. 3A and schematic side view in FIG. 3B. About the reflector 16, the
  • a portion f of the stack 3 or of the light-conducting material 5 which is located inside the reflector 16 is approximately 50% of a diameter d of FIG
  • Fiber optic material 5 In order to achieve, for example, a stronger focusing of the radiation, the proportion f should be greater.
  • the device 1, as shown in Figure 4, has a hollow cylinder 7, which includes a glass or a plastic.
  • the semiconductor chips 2 of the stack 3 are mounted along the longitudinal axis A within the hollow cylinder 7.
  • the radiating surface 9 is formed by an outer surface of the hollow cylinder 7 facing away from the longitudinal axis A.
  • the cooling medium 19 may circulate in the form of a gas or a liquid in order to ensure a high heat dissipation away from the semiconductor chips 2 during operation of the device 1.
  • An adaptation of the optical refractive index between the semiconductor chip 2 and the hollow cylinder 7 can take place via the cooling medium 19. It is possible that the cooling medium 19 simultaneously forms the optical waveguide material 5.
  • FIG. 1 A schematic side view of a further embodiment of a radiation-emitting device 1 is shown in FIG.
  • the diameter d of Device 1 is approximately 1 mm
  • a length L of the device 1 along the longitudinal axis A is approximately 50 mm.
  • the thickness T of the semiconductor chips 2 is about 10 ⁇ m.
  • the main surfaces 20 of the semiconductor chips 2 are oriented perpendicular to the radiating surface 9.
  • the contact points 4 of adjacent semiconductor chips 2 are electrically conductively connected to one another via an electrical connection 11 and are thus connected in series electrically on the main sides 20 of the semiconductor chips 2.
  • the electrical connection 11 may be designed in the form of a wire, which is introduced in the optical waveguide material 5, for example via an injection or casting process.
  • the end faces 12a, 12b of the device 1 are parallel to the main sides 20 of the
  • the end face 12 a is formed by the optical waveguide material 5, the end face 12 b by the semiconductor chip 2.
  • the end faces 12a, 12b with a
  • the coating 13 is designed to be reflective of the radiation generated by the semiconductor chips 2 during operation of the device 1, so that no radiation leaves the device 1 via the end faces 12a, 12b.
  • the optical waveguide material 5 can have a scattering effect for the radiation generated by the semiconductor chips 2, so that a uniform emission of the main radiation over the entire radiating surface 9 is ensured.
  • the radiation emitted by the device 1 has an intensity maximum in a direction perpendicular to the longitudinal axis A.
  • the radiation characteristic of the device 1 is similar or in this case corresponds to that of a Hertzian dipole or a dipole radiator. If the semiconductor chips 2, as in accordance with FIG. 4, are located in a hollow cylinder 7, the electrical connections 11 can also serve for the mechanical connection or attachment of the semiconductor chips 2, in particular if the device 1 has no optical waveguide material 5 which embeds the semiconductor chips 2.
  • Fiber optic material 5 may be applied, for example in the form of thin interconnects that do not or not significantly affect the optical properties of the device 1.
  • the semiconductor chip 2 with the main side 20b is applied to a connecting means 6.
  • the connecting means 6 comprises a matrix material 22, which consists of glass or a plastic.
  • the electrical connections 11 are designed in the form of channels filled with a metal.
  • the connecting means 6 has a multiplicity of electrical connections 11 over the entire diameter d, so that a comparatively homogeneous energization of the semiconductor chip 2 over the main area 20b is possible.
  • the connection means 6 with the electrical connections 11 is electrically connected to the semiconductor chip 2 via the contact points 4, which may be shaped as a solder reservoir.
  • the electrical connections 11 are aligned parallel to the longitudinal axis A.
  • the connecting means 6 has an electrical conductivity only or predominantly in a direction parallel to the longitudinal axis A.
  • a Transverse conductivity of the connecting means 6, in a direction perpendicular to the longitudinal axis A, is negligible.
  • FIG. 6B shows a schematic side view of a further exemplary embodiment of a device 1 in which a plurality of connecting means 6 with semiconductor chips 2, as shown for example in FIG. 6A, are stacked on one another and thus forms the stack 3.
  • the electrical connections 11 are not shown in FIG. 6B.
  • the end face 12a is formed by the connecting means 6, the end face 12b of the semiconductor chip 2.
  • both end faces 12a, 12b are formed by the connecting means 6 or by the semiconductor chips 2 and also have a coating, for example according to FIG.
  • the connecting means 6 have a comparatively large thickness compared to the semiconductor chips 2. It is thus possible that a diameter d of the device 1 in the range of several millimeters can be realized.
  • the length L of the device 1 is adjustable and variable in an efficient manner by the number of connecting means 6 with semiconductor chips 2 stacked one above the other.
  • the main surfaces 20 of the semiconductor chips 2, as shown in FIG. 7, are provided with a roughening 14 in order to improve the light extraction efficiency out of the semiconductor chip 2.
  • Boundary surfaces of the semiconductor chips 2, whose normal vector is oriented perpendicular to the longitudinal axis A, are provided with a passivation 15.
  • the passivation 15 can have a reflective effect for the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chips 2 or can be made permeable. - Zo -
  • each main side 20 of the semiconductor chips 2 two of the contact points 4 are applied, which for example have a circular outline. Via the contact points 4 and the electrical connections 11, the semiconductor chips 2 are electrically connected in series. Alternatively, the electrical connections 11 can also be guided via the emission surface 9 and the passivations 15, so that the semiconductor chips 2 can be electrically connected in parallel. In this way, for example, the color point of the radiation emitted by the device 1 during operation can be varied, in particular if the semiconductor chips 2 emit radiation of different wavelength ranges.
  • the optical waveguide material 5 is located between the semiconductor chips 2.
  • the diffusing elements 8 are added to the optical waveguide material 5, via which a light decoupling efficiency can be increased via the radiating surface 9.
  • the light guide material 5 is thus constructed heterogeneous.
  • the optical waveguide material 5 has different materials with different refractive indices.
  • a material having a lower refractive index than in regions that are farther away from the longitudinal axis A can be used.
  • a conversion agent, a filter medium or a means for increasing the thermal conductivity of the optical waveguide material 5 may be added to the optical waveguide material 5.
  • contact points 4 per main surface 20 of the semiconductor chip 2 can surface electrical Contact structures which are designed approximately with a transparent conductive oxide, in short a TCO, may be applied to the main sides 20.
  • TCO transparent conductive oxide
  • finger-shaped or radial, for example metallic current distribution structures are applied by the contact points 4.
  • the normal vector N of the main surface 20 of the semiconductor chips 2 encloses an angle ⁇ with the longitudinal axis A of the device 1.
  • the angle ⁇ is in the range between 10 ° and 45 ° inclusive, according to Figure 8 approximately 16 °.
  • the semiconductor chips 2 are arranged parallel to one another. By tilted relative to the longitudinal axis A arrangement of the semiconductor chips 2, the light extraction via the radiating surface 9 can be improved.
  • adjacent semiconductor chips 2 are rotated for example by 60 °, 90 ° or 120 ° about the longitudinal axis A against each other. As a result, a further homogenization of the radiation emitted by the device 1 is possible.
  • the device 1 according to FIG. 9 comprises two separately manufactured stacks 3 a, 3 b, which each have three semiconductor chips 2.
  • the end faces 12 of the stacks 3 a, 3 b are formed by the optical waveguide material 5.
  • the end faces 12 of the optical waveguide material 5 are surmounted by contact regions 40. Via the contact regions 40, the stacks 3a, 3b can be electrically connected in series. It is thus ensured via the contact areas 40 efficient contacting of individual or even multiple stacks 3a, 3b.
  • individual stacks 3a, 3b represents a module. Several modules can be combined with one another, similar to batteries. By using modular stacks 3a, 3b, it is possible without changes to the stacks 3 itself, for example, to adjust the electrical power consumption and thus the brightness of the device 1. According to FIG. 9, the individual stacks 3a, 3b are introduced into a hollow cylinder 7, which is formed from a glass.
  • End faces 12 of the stack 3 a, 3 b may be formed by the semiconductor chips 2.
  • the contact regions 40 can also be designed flat and cover a proportion of, for example, more than 20% of the end face.
  • FIG. 10 illustrates an exemplary embodiment of a luminous means 10.
  • the lighting means 10 has two devices Ia, Ib, each comprising two stacks 3.
  • the individual radiation emitting devices Ia, Ib are formed in a U-shape.
  • a stack 3 of a device Ia, Ib is located in a long leg of a U.
  • the devices Ia, Ib are surrounded by a sheath 17, which consists of a radiation emitted by the devices 1 radiation diffusing glass and which may be coated with a conversion agent.
  • the devices Ia, Ib are attached to a base 18.
  • the base 18 is an electrical control of the stack 3 and the devices Ia, Ib.
  • the base 18 is designed as a plug connection.
  • the base 18 may include an electrical circuit that is suitable for the lighting means 10 with a mains voltage of 115 V or 230 V 50 Hz alternating current to operate.
  • the base 18 can be provided with an Edison thread, similar to incandescent lamps.
  • the luminous means 10 may correspond to the external appearance of an energy-saving lamp, an incandescent lamp or a fluorescent tube and have a base 18 which has suitably designed plug-in or screw connections for electrical contacting and mechanical fastening of the luminous means.
  • the two semiconductor chips 2 are attached to the end faces 12 of the optical waveguide material 5.
  • the optical waveguide material 5 is in this case transparent and shaped like a cylinder.
  • On the main surfaces 20 of the semiconductor chips 2 facing away from the optical waveguide material 5 are the coatings 13, which have a reflective effect with respect to the radiation emitted by the semiconductor chips 2.
  • Two heat sinks 21 are furthermore located on the sides of the coatings 13 facing away from the semiconductor chips 2.
  • the heat sinks 21 can both serve for cooling and electrical contacting of the semiconductor chips 2, and also constitute a plug-in connection, by means of which the device 1 is connected to the device 1, not to the device 1 belonging and not shown in Figure 11 connections can be attached.

Abstract

At least one embodiment of the radiation emitting device(1) comprises at least two optoelectronic semiconductor chips (2), the semiconductor chips (2) being arranged one over the other in a stack (3). A main beam of the device (1) is produced laterally relative to a longitudinal axis (A) of the stack (3). A distance (D) between two adjacent semiconductor chips (2) in the direction of the longitudinal axis (A) is at least 1 mm.

Description

Beschreibungdescription
Strahlung emittierende VorrichtungRadiation emitting device
Es wird eine Strahlung emittierende Vorrichtung angegeben.A radiation emitting device is given.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Strahlung emittierende Vorrichtung anzugeben, die zu Zwecken der Allgemeinbeleuchtung einsetzbar ist.An object to be solved is to provide a radiation-emitting device that can be used for general lighting purposes.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung umfasst diese mindestens zwei optoelektronische Halbleiterchips. Die Halbleiterchips sind dazu ausgestaltet, mindestens zum Teil elektromagnetische Strahlung im ultravioletten oder im sichtbarenAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the latter comprises at least two optoelectronic semiconductor chips. The semiconductor chips are designed to at least partially electromagnetic radiation in the ultraviolet or in the visible
Spektralbereich zu emittieren. Emittieren die Halbleiterchips UV-Strahlung oder blaues Licht, so wird diese Strahlung beziehungsweise dieses Licht bevorzugt über ein Konversionsmittel zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung einer größeren Wellenlänge konvertiert. DasTo emit spectral range. If the semiconductor chips emit UV radiation or blue light, this radiation or this light is preferably at least partially converted into electromagnetic radiation having a greater wavelength by means of a conversion means. The
Konversionsmittel kann als Schicht auf mindestens einen Teil der Halbleiterchips aufgebracht sein. Ebenso ist es möglich, dass mehrere, insbesondere im blauen, grünen und roten Spektralbereich emittierende Halbleiterchips in der Strahlung emittierenden Vorrichtung miteinander kombiniert werden und hierdurch weißes Mischlicht erzeugbar ist. Die Halbleiterchips können zum Beispiel als Dünnfilmchips ausgeformt sein, wie in der Druckschrift WO 2005/081319 Al beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich des dort beschriebenen Halbleiterchips sowie des dort beschriebenen Herstellungsverfahrens hiermit durch Rückbezug mit aufgenommen wird. _Conversion means may be applied as a layer on at least a portion of the semiconductor chips. Likewise, it is possible for a plurality of semiconductor chips, in particular emitting in the blue, green and red spectral ranges, to be combined with one another in the radiation-emitting device and, as a result, white mixed light to be generated. The semiconductor chips can be formed, for example, as thin-film chips, as described in the document WO 2005/081319 A1, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference with respect to the semiconductor chip described there as well as the production method described therein. _
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind wenigstens zwei Halbleiterchips in mindestens einem Stapel übereinander angeordnet. Bevorzugt ist der überwiegende Teil der Halbleiterchips, beispielsweise mehr als 80 % oder alleIn accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least two semiconductor chips are arranged one above the other in at least one stack. Preferably, the majority of the semiconductor chips, for example, more than 80% or all
Halbleiterchips, in mindestens einem Stapel angeordnet. Ein Stapel umfasst hierbei wenigstens zwei optoelektronische Halbleiterchips .Semiconductor chips, arranged in at least one stack. In this case, a stack comprises at least two optoelectronic semiconductor chips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung weist der Stapel eine Längsachse auf. Die Längsachse schneidet alle Halbleiterchips. Beispielsweise verläuft die Längsachse in der Richtung der Hauptachse der Strahlung emittierenden Vorrichtung mit der größten Ausdehnung oder in Richtung einer Symmetrieachse der Vorrichtung. Die Längsachse kann eine fiktive Linie sein.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the stack has a longitudinal axis. The longitudinal axis cuts all semiconductor chips. For example, the longitudinal axis is in the direction of the major axis of the radiation emitting device having the largest dimension or in the direction of an axis of symmetry of the device. The longitudinal axis can be a fictitious line.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist die Längsachse keine Gerade. Das heißt, die Längsachse kann die Form einer gebogenen und/oder gewundenen Linie haben. Zum Beispiel ist die Längsachse, und somit der Stapel, U-förmig oder spiralartig geformt, etwa ähnlich einem gebogenen Stab oder einem gebogenen Rohr.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the longitudinal axis is not a straight line. That is, the longitudinal axis may be in the form of a curved and / or convoluted line. For example, the longitudinal axis, and thus the stack, is U-shaped or spiral-shaped, approximately similar to a curved rod or tube.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung weist die Längsachse mindestens einen Krümmungsradius auf, wobei der Krümmungsradius mindestens die Hälfte eines Durchmessers der Halbleiterchips in einer Richtung senkrecht zur Längsachse beträgt. Bevorzugt ist der mindestens eine Krümmungsradius größer als der Durchmesser der Halbleiterchips. Bevorzugt beträgt der Krümmungsradius mindestens 1 mm, insbesondere mindestens 10 mm.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the longitudinal axis has at least one radius of curvature, wherein the radius of curvature is at least half of a diameter of the semiconductor chips in a direction perpendicular to the longitudinal axis. Preferably, the at least one radius of curvature is greater than the diameter of the semiconductor chips. Preferably, the Radius of curvature at least 1 mm, in particular at least 10 mm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung erfolgt eine Hauptabstrahlung der Vorrichtung bezüglich der Längsachse des Stapels lateral. Beispielsweise hat eine winkelabhängige Intensitätsverteilung in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Stapels ein Maximum. Die von der Vorrichtung emittierte Strahlung kann eine Intensitätsverteilung aufweisen, die derAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, a main emission of the device occurs laterally with respect to the longitudinal axis of the stack. For example, an angle-dependent intensity distribution in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the stack has a maximum. The radiation emitted by the device may have an intensity distribution which is the
Intensitätsverteilung bezüglich des Abstrahlwinkels eines Hertzschen Dipols oder eines Dipolstrahlers ähnelt oder entspricht. Bei einer solchen Vorrichtung wird in eine Richtung parallel zur Längsachse keine oder vernachlässigbar wenig Strahlung emittiert. Es ist möglich, dass die gesamte von der Vorrichtung emittierte Strahlung über Abstrahlflächen emittiert wird, wobei die Abstrahlflächen einen Normalenvektor aufweisen, der im Rahmen von Herstellungstoleranzen senkrecht zur Längsachse des Stapels orientiert ist.Intensity distribution with respect to the radiation angle of a Hertzian dipole or a dipole radiator is similar or equivalent. In such a device, no or negligible radiation is emitted in a direction parallel to the longitudinal axis. It is possible that all of the radiation emitted by the device is emitted via emitting surfaces, wherein the emitting surfaces have a normal vector which is oriented within manufacturing tolerances perpendicular to the longitudinal axis of the stack.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung beträgt ein Abstand zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips in Richtung der Längsachse mindestens 1 mm. Mit anderen Worten sind die einander zugewandten Hauptseiten der benachbarten Halbleiterchips mindestens 1 mm voneinander entfernt . Der Abstand kann auch mindestens 2 mm, insbesondere mindestens 3 mm betragen.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, a distance between two adjacent semiconductor chips in the direction of the longitudinal axis is at least 1 mm. In other words, the mutually facing main sides of the adjacent semiconductor chips are at least 1 mm apart. The distance may also be at least 2 mm, in particular at least 3 mm.
In mindestens einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung umfasst diese mindestens zwei optoelektronische Halbleiterchips, wobei die Halbleiterchips in einem Stapel übereinander angeordnet sind. Eine Hauptabstrahlung der Vorrichtung erfolgt bezüglich einer Längsachse des Stapels lateral. Ein Abstand zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips in Richtung der Längsachse beträgt mindestens 1 mm.In at least one embodiment of the radiation-emitting device, the latter comprises at least two optoelectronic semiconductor chips, wherein the semiconductor chips are arranged one above the other in a stack. A Main radiation of the device takes place laterally with respect to a longitudinal axis of the stack. A distance between two adjacent semiconductor chips in the direction of the longitudinal axis is at least 1 mm.
Eine solche Strahlung emittierende Vorrichtung kann hinsichtlich ihrer Form wie eine Leuchtstoffröhre oder wie eine Energiesparlampe gestaltet sein und ist zu Zwecken der Allgemeinbeleuchtung einsetzbar.Such a radiation-emitting device may be designed in shape as a fluorescent tube or as an energy-saving lamp and is used for general lighting purposes.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung berühren sich entlang der Längsachse angeordnete, benachbarte Halbleiterchips nicht. Mit Ausnahme eines ersten und eines letzten Halbleiterchips des Stapels weist, entlang der Längsachse, jederAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, neighboring semiconductor chips arranged along the longitudinal axis do not touch each other. With the exception of a first and a last semiconductor chip of the stack has, along the longitudinal axis, each
Halbleiterchip zwei benachbarte Halbleiterchips auf .Semiconductor chip two adjacent semiconductor chips on.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung beträgt ein Abstand zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips entlang der Längsachse höchstens 100 mm, insbesondere höchstens 10 mm.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, a distance between two adjacent semiconductor chips along the longitudinal axis is at most 100 mm, in particular at most 10 mm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung befindet sich zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips zumindest ein elektrischer Kontaktpunkt, über den die benachbarten Halbleiterchips elektrisch miteinander verbunden sind. Beispielsweise befindet sich der Kontaktpunkt auf der Hauptseite des Halbleiterchips. Der Kontaktpunkt nimmt, im Vergleich zur gesamten Hauptfläche des Halbleiterchips, bevorzugt nur eine geringe Fläche ein, beispielsweise weniger als 20 % oder weniger als 5 %. Der Kontaktpunkt kann als Lötkontakt ausgestaltet sein. - -In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least one electrical contact point is located between two adjacent semiconductor chips, via which the adjacent semiconductor chips are electrically connected to one another. For example, the contact point is located on the main side of the semiconductor chip. The contact point occupies, compared to the entire main surface of the semiconductor chip, preferably only a small area, for example less than 20% or less than 5%. The contact point can be designed as a solder contact. - -
Ausgehend von dem Kontaktpunkt können sich über die Hauptfläche des Halbleiterchips zur Verbesserung und Homogenisierung der Stromeinspeisung etwa flächig gestaltete oder fingerartige KontaktStrukturen befinden. FlächigeStarting from the contact point, surface-shaped or finger-like contact structures may be located over the main surface of the semiconductor chip to improve and homogenize the power supply. extensive
KontaktStrukturen können mit einem elektrisch leitfähigen transparenten Oxid, kurz TCO, gestaltet sein oder aus einem solchen bestehen. Fingerartige Kontaktstrukturen können mit einem Metall, etwa über Aufdampfen, erzeugt sein. Die Kontaktpunkte beziehungsweise die Strukturen zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterchips sind beispielsweise nicht rahmenförmig gestaltet. Beispielsweise bilden die Kontaktpunkte ein einfach zusammenhängendes Gebiet, so dass die Kontaktpunkte etwa keine Fläche vollständig umgeben oder einschließen, die nicht von einem Material der Kontaktpunkte bedeckt ist. Die Kontaktpunkte haben zum Beispiel einen runden oder kreisförmigen Grundriss. Das heißt, eine Projektion der Kontaktpunkte auf eine Ebene parallel zu den Hauptflächen der Halbleiterchips weist eine runde oder kreisförmige Gestaltung auf.Contact structures may be made of or consist of an electrically conductive transparent oxide, TCO for short. Finger-like contact structures can be produced with a metal, for example via vapor deposition. The contact points or the structures for electrical contacting of the semiconductor chips, for example, are not framed. For example, the contact points form a simply contiguous area such that the contact points do not completely surround or enclose any area that is not covered by a material of the contact points. The contact points have, for example, a round or circular floor plan. That is, a projection of the contact points on a plane parallel to the main surfaces of the semiconductor chips has a round or circular shape.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind die Kontaktpunkte zweier benachbarter Halbleiterchips über wenigstens eine, insbesondere über genau eine elektrische Verbindung miteinander kontaktiert. Die elektrische Verbindung kann einen metallischen Draht umfassen oder als Leiterbahn gestaltet sein. Beispielsweise sind über die elektrische Verbindung die Halbleiterchips des Stapels elektrisch in Serie geschaltet. Es ist möglich, dass die elektrische Verbindung auch zur mechanischen Verbindung und/oder Befestigung der Halbleiterchips dient. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind die Halbleiterchips als substratlose Dünnfilmchips gestaltet. Solche Halbleiterchips sind in der Druckschrift DE 10 2007 004 304 Al beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der dort beschriebenen Halbleiterchips sowie des dort beschriebenen Herstellungsverfahrens hiermit durch Rückbezug mit aufgenommen wird. Eine Dicke der Halbleiterchips in einer Richtung senkrecht zur Hauptfläche beträgt bevorzugt weniger als 20 μm, insbesondere weniger als 10 μm. DieIn accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, the contact points of two adjacent semiconductor chips are contacted with one another via at least one, in particular via exactly one electrical connection. The electrical connection may comprise a metallic wire or be designed as a conductor track. For example, the semiconductor chips of the stack are electrically connected in series via the electrical connection. It is possible that the electrical connection also serves for the mechanical connection and / or attachment of the semiconductor chips. In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, the semiconductor chips are designed as substrateless thin-film chips. Such semiconductor chips are described in the publication DE 10 2007 004 304 A1, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference with regard to the semiconductor chips described there and the production method described therein. A thickness of the semiconductor chips in a direction perpendicular to the main surface is preferably less than 20 μm, in particular less than 10 μm. The
Halbleiterchips weisen bevorzugt kein Aufwachssubstrat und kein Trägersubstrat auf . Die Halbleiterchips können aus einer epitaktisch gewachsenen, selbsttragenden Schichtenfolge bestehen, wobei die Halbleiterchips auf der Schichtenfolge aufgebrachte elektrische Kontaktstrukturen aufweisen können, deren Dicke bevorzugt kleiner ist als die Dicke der Schichtenfolge .Semiconductor chips preferably have no growth substrate and no carrier substrate. The semiconductor chips may consist of an epitaxially grown, self-supporting layer sequence, wherein the semiconductor chips may have applied on the layer sequence applied electrical contact structures whose thickness is preferably smaller than the thickness of the layer sequence.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips größer als ein Hundertfaches, insbesondere größer als ein Fünfhundertfaches der Dicke der Halbleiterchips .According to at least one embodiment of the device, the distance between two adjacent semiconductor chips is greater than a hundred times, in particular greater than five hundred times, the thickness of the semiconductor chips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind zumindest zwei, bevorzugt alle Halbleiterchips dazu ausgestaltet, an zwei einander gegenüberliegenden Hauptseiten der Halbleiterchips die Strahlung zu emittieren. Mit anderen Worten kann die im Halbleiterchip erzeugte Strahlung diesen auf dessen beiden Hauptseiten verlassen. Die Halbleiterchips der Vorrichtung weisen also insbesondere kein AufwachsSubstrat auf, das bezüglich der im Betrieb des Halbleiterchips erzeugten Strahlung reflektiv oder absorptiv wirkt. _According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least two, preferably all semiconductor chips are configured to emit the radiation on two mutually opposite main sides of the semiconductor chips. In other words, the radiation generated in the semiconductor chip can leave it on its two main sides. The semiconductor chips of the device thus have, in particular, no growth substrate which has a reflective or absorptive effect with respect to the radiation generated during operation of the semiconductor chip. _
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist diese, mindestens teilweise, zylinderartig gestaltet. Die Vorrichtung hat also zum Beispiel die Form eines runden Stabes, eines Kreiszylinders oder eine röhrenartige Form. Ebenso kann die Vorrichtung in Form ähnlich eines beliebigen mathematischen Zylinders gestaltet sein, der zwei zueinander parallele, ebene Flächen aufweist, die entlang ihrer Ränder über zueinander parallele Geraden miteinander verbunden sind.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, this is, at least partially, cylindrical-shaped. The device thus has, for example, the shape of a round bar, a circular cylinder or a tubular shape. Likewise, the device may be designed in the shape of any mathematical cylinder having two mutually parallel, planar surfaces which are interconnected along their edges by mutually parallel straight lines.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung weist diese einen Durchmesser > 1 mm und ≤ 20 mm auf. Unter Durchmesser wird hierbei die mittlere Ausdehnung der Strahlung emittierenden Vorrichtung in einer Richtung senkrecht zur Längsachse bezeichnet. Umfasst die Vorrichtung wenigstens einen Kühlkörper und/oder wenigstens eine Wärmesenke, so kann die Vorrichtung zumindest ohne den Kühlkörper oder die Wärmesenke einen Durchmesser im genannten Wertebereich aufweisen. Die Ausdehnung der Strahlung emittierenden Vorrichtung in einer Richtung parallel zur Längsachse ist ≥ 5 mm, bevorzugt ≥ 50 mm, insbesondere ≥ 300 mm.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, this has a diameter of> 1 mm and ≤ 20 mm. Here, by diameter is meant the mean extent of the radiation-emitting device in a direction perpendicular to the longitudinal axis. If the device comprises at least one heat sink and / or at least one heat sink, then the device can have a diameter in the stated value range, at least without the heat sink or the heat sink. The extent of the radiation-emitting device in a direction parallel to the longitudinal axis is ≥ 5 mm, preferably ≥ 50 mm, in particular ≥ 300 mm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist das Verhältnis aus der Länge der Strahlung emittierenden Vorrichtung, längs der Längsachse, und dem Durchmesser der Strahlung emittierenden Vorrichtung, in eine Richtung senkrecht zur Längsachse, ≥ 10, insbesondere ≥ 50.In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, the ratio of the length of the radiation-emitting device, along the longitudinal axis, and the diameter of the radiation-emitting device, in a direction perpendicular to the longitudinal axis, is ≥ 10, in particular ≥ 50.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung weist die Hauptabstrahlung eine — _In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, the main emission has a - _
rotationssymmetrische Abstrahlcharakteristik auf. Die Symmetrieachse ist hierbei bevorzugt durch die Längsachse des Stapels der Halbleiterchips gebildet. Mit anderen Worten ist die von der Vorrichtung emittierte Strahlung, die in einer bestimmten Richtung emittiert wird, im Rahmen derrotationally symmetrical emission characteristic. In this case, the axis of symmetry is preferably formed by the longitudinal axis of the stack of semiconductor chips. In other words, the radiation emitted by the device, which is emitted in a certain direction, is within the scope of
Herstellungs- und Messtoleranzen invariant gegenüber einer Drehung der Vorrichtung um die Rotations- beziehungsweise Längsachse .Manufacturing and measuring tolerances invariant with respect to a rotation of the device about the rotation or longitudinal axis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung umfasst diese mindestens fünf, insbesondere mindestens 15 Halbleiterchips. Hierdurch ist eine besonders hell abstrahlende Vorrichtung realisierbar.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the latter comprises at least five, in particular at least 15 semiconductor chips. As a result, a particularly bright emitting device can be realized.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind wenigstens zwei benachbarte Halbleiterchips, bevorzugt mindestens 80 % der Halbleiterchips, insbesondere alle Halbleiterchips der Vorrichtung in Richtung der Längsachse deckungsgleich übereinander angeordnet. Das heißt, wird ein Halbleiterchip auf eine Ebene senkrecht zur Längsachse projiziert, so liegt beispielsweise die Projektion eines benachbarten Halbleiterchips im Rahmen der Herstellungs- und Messtoleranzen deckungsgleich über der Projektion des erstgenannten Halbleiterchips.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least two adjacent semiconductor chips, preferably at least 80% of the semiconductor chips, in particular all the semiconductor chips of the device, are arranged congruently one above another in the direction of the longitudinal axis. That is to say, if a semiconductor chip is projected onto a plane perpendicular to the longitudinal axis, the projection of an adjacent semiconductor chip, for example, is congruent with the projection of the first-mentioned semiconductor chip within the manufacturing and measurement tolerances.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung befindet sich, in einer Richtung entlang der Längsachse, zwischen wenigstens zwei benachbarten Halbleiterchips ein Lichtleitermaterial. Bevorzugt befindet sich zwischen allen, jeweils benachbarten Halbleiterchips ein solches Lichtleitermaterial. Das Lichtleitermaterial ist zum Beispiel mit einem Glas, einem Kunststoff oder einer "~ —According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, an optical waveguide material is located between at least two adjacent semiconductor chips in a direction along the longitudinal axis. Preferably, such an optical waveguide material is located between all, respectively adjacent semiconductor chips. The optical fiber material is, for example, with a glass, a plastic or a "~ -
Flüssigkeit gebildet. Das Lichtleitermaterial ist durchlässig bezüglich der von den Halbleiterchips emittierten Strahlung. Insbesondere wirkt das Lichtleitermaterial streuend für die im Betrieb der Vorrichtung erzeugte Strahlung. Das Lichtleitermaterial kann Beimengungen enthalten, die die optischen und/oder mechanischen und/oder thermischen und/oder elektrischen Eigenschaften des Lichtleitermaterials gezielt beeinflussen .Liquid formed. The optical waveguide material is permeable with respect to the radiation emitted by the semiconductor chips. In particular, the optical fiber material acts scattering for the radiation generated during operation of the device. The optical waveguide material may contain admixtures which specifically influence the optical and / or mechanical and / or thermal and / or electrical properties of the optical waveguide material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist mindestens ein Halbleiterchip in das Lichtleitermaterial eingebettet. Bevorzugt sind mehr als 80 % der Halbleiterchips, insbesondere alle Halbleiterchips in das Lichtleitermaterial eingebettet. Eingebettet kann bedeuten, dass die Halbleiterchips vollständig von dem Lichtleitermaterial und von den Kontaktpunkten umgeben und eingeschlossen sind.In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least one semiconductor chip is embedded in the optical waveguide material. More than 80% of the semiconductor chips, in particular all semiconductor chips, are preferably embedded in the optical waveguide material. Embedded may mean that the semiconductor chips are completely surrounded and enclosed by the optical fiber material and the contact points.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind die Halbeiterchips einzeln und/oder in Gruppen elektrisch ansteuerbar. Zum Beispiel sind alle Halbeiterchips eines Stapels und/oder alle Gruppen von Halbleiterchips elektrisch parallel geschaltet und unabhängig voneinander bestrombar. Weist die Vorrichtung mehrere Stapel auf, so können die verschiedenen Stapel elektrisch parallel zueinander geschaltet sein, wobei es in diesem Fall möglich ist, dass alle Halbleiterchips eines Stapels elektrisch in Serie geschaltet sind. Insbesondere sind alle Halbleiterchips eines Stapels oder alle Halbleiterchips der Vorrichtung, die in einem bestimmten Spektralbereich emittieren, zu einerAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the semiconductor chips are individually and / or electrically controllable in groups. For example, all semiconductor chips of a stack and / or all groups of semiconductor chips are electrically connected in parallel and can be supplied with current independently of each other. If the device has a plurality of stacks, the various stacks may be electrically connected in parallel to one another, in which case it is possible for all the semiconductor chips of a stack to be electrically connected in series. In particular, all semiconductor chips of a stack or all semiconductor chips of the device that emit in a specific spectral range are one
Gruppe zusammengefasst . _Group summarized. _
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind die elektrischen Verbindungen, mindestens teilweise, auf einer Außenfläche des Lichtleitermaterials, insbesondere auf der Abstrahlfläche, angebracht. Die elektrischen Verbindungen sind etwa alsIn accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, the electrical connections are, at least partially, mounted on an outer surface of the optical waveguide material, in particular on the radiating surface. The electrical connections are about as
Leiterbahnen gestaltet, die zum Beispiel über ein Druck- oder Aufdampfverfahren auf das Lichtleitermaterial aufgebracht sind.Conductors designed, for example, are applied via a printing or vapor deposition on the optical fiber material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind wenigstens zwei benachbarte Halbleiterchips über ein im Wesentlichen nur in Richtung parallel zur Längsachse leitfähiges, strahlungsdurchlässiges Verbindungsmittel elektrisch miteinander verbunden. Beispielsweise weist das Verbindungsmittel eine Vielzahl dünner Kanäle parallel zur Längsachse auf, die mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt sind. Diese Vielzahl von Kanälen mit dem elektrisch leitfähigen Material ist insbesondere mit den Kontaktpunkten der benachbarten Halbleiterchips verbunden, wodurch die elektrischeIn accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least two adjacent semiconductor chips are electrically connected to one another via a radiation-transmissive connection means which is conductive essentially only in the direction parallel to the longitudinal axis. For example, the connecting means has a plurality of thin channels parallel to the longitudinal axis, which are filled with an electrically conductive material. This plurality of channels with the electrically conductive material is in particular connected to the contact points of the adjacent semiconductor chips, whereby the electrical
Kontaktierung entsteht. Das elektrisch leitfähige Material in den Kanälen kann mit einem Metall, ein die Kanäle umgebendes Matrixmaterial des Substrats beispielsweise mit einem Glas gestaltet sein. Ein solches Verbindungsmittel, das scheibenartig geformt sein kann, weist keine oder nur eine vernachlässigbare Querleitfähigkeit, also eine elektrische Leitfähigkeit in einer Richtung senkrecht zur Längsachse, auf. Es ist möglich, dass die Halbleiterchips jeweils auf einem solchen Verbindungsmittel aufgebracht sind und mehrere derartiger Verbindungsmittel mit darauf aufgebrachtenContacting arises. The electrically conductive material in the channels can be designed with a metal, a matrix material of the substrate surrounding the channels, for example with a glass. Such a connection means, which may be shaped like a disk, has no or only a negligible transverse conductivity, ie an electrical conductivity in a direction perpendicular to the longitudinal axis. It is possible that the semiconductor chips are respectively applied to such a connecting means and a plurality of such connecting means with applied thereto
Halbleiterchips aufeinander gestapelt und miteinander elektrisch und mechanisch verbunden sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist ein Winkel zwischen einem Normalenvektor der Hauptseite von wenigstens einem der Halbleiterchips und der Längsachse kleiner als 3°. Mit anderen Worten sind die Halbleiterchips so orientiert, dass die Normalenvektoren der Hauptseiten der Halbleiterchips im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Stapels der Halbleiterchips orientiert sind. Die Hauptabstrahlung der Vorrichtung erfolgt dann also im Wesentlichen in eine Richtung parallel zu den Hauptseiten des wenigstens einen Halbleiterchips .Semiconductor chips stacked on each other and electrically and mechanically connected to each other. According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, an angle between a normal vector of the main side of at least one of the semiconductor chips and the longitudinal axis is smaller than 3 °. In other words, the semiconductor chips are oriented so that the normal vectors of the main sides of the semiconductor chips are oriented substantially parallel to the longitudinal axis of the stack of the semiconductor chips. The main emission of the device then takes place substantially in a direction parallel to the main sides of the at least one semiconductor chip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung liegt ein Winkel zwischen dem Normalenvektor der Hauptseite wenigstens einesAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, an angle between the normal vector of the main side is at least one
Halbleiterchips und der Längsachse zwischen einschließlich 10° und 45°. Mit anderen Worten sind die Halbleiterchips gegenüber der Längsachse verkippt. Ebenso ist es möglich, dass benachbarte Halbleiterchips sowohl gegenüber der Längsachse verkippt als auch gegeneinander beispielsweise umSemiconductor chips and the longitudinal axis between 10 ° and 45 ° inclusive. In other words, the semiconductor chips are tilted with respect to the longitudinal axis. It is also possible that adjacent semiconductor chips both tilted with respect to the longitudinal axis and against each other, for example
90° gedreht sind. Eine solche Anordnung der Halbleiterchips ermöglicht eine effiziente Hauptabstrahlung in eine Richtung senkrecht zur Längsachse und eine homogene, rotationssymmetrische Abstrahlung der Vorrichtung.90 ° are turned. Such an arrangement of the semiconductor chips enables efficient main radiation in a direction perpendicular to the longitudinal axis and a homogeneous, rotationally symmetrical radiation of the device.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist diese, wenigstens zum Teil, U- förmig gestaltet. Mit anderen Worten können wenigstens zwei bezüglich ihrer Längsachsen zueinander parallel angeordnete Stapel von Halbleiterchips über zum Beispiel einAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, this is designed, at least in part, U-shaped. In other words, at least two stacks of semiconductor chips, arranged parallel to one another with respect to their longitudinal axes, can be connected via, for example, a semiconductor chip
Lichtleitermaterial verbunden sein, so dass sich eine U- förmige Struktur ergibt. Es ist ebenso möglich, dass mehrere U-förmige Strukturen miteinander kombiniert werden. Hierdurch ist ein Leuchtmittel realisierbar, das bezüglich der äußeren Form ähnlich einer Energiesparlampe gestaltet ist.Be connected optical fiber material, so that there is a U-shaped structure. It is also possible that several U-shaped structures are combined. hereby is a lamp feasible, which is designed with respect to the outer shape similar to an energy-saving lamp.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist diese mit einem Hohlzylinder gestaltet, dessen Symmetrieachse parallel zur Längsachse des Stapels orientiert ist. In dem Hohlzylinder befindet sich wenigstens ein, bevorzugt alle Halbleiterchips des mindestens einen Stapels beziehungsweise der Vorrichtung.According to at least one embodiment of the device, this is designed with a hollow cylinder whose axis of symmetry is oriented parallel to the longitudinal axis of the stack. In the hollow cylinder is at least one, preferably all semiconductor chips of the at least one stack or the device.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung erfolgt eine Kühlung der Halbleiterchips wenigstens teilweise über eine Gas- und/oder Flüssigkeitskonvektion. Beispielsweise sind die Halbleiterchips in einem Hohlzylinder angebracht, in dem ein Gas und/oder eine Flüssigkeit zirkuliert oder den ein Gas und/oder eine Flüssigkeit durchströmt. Das Gas und/oder die Flüssigkeit sind bezüglich der von der Vorrichtung erzeugten Strahlung bevorzugt durchlässig. Erfolgt die Kühlung über eine Flüssigkeit, so weist die Flüssigkeit bevorzugt einenIn accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, cooling of the semiconductor chips takes place at least partially via a gas and / or liquid convection. For example, the semiconductor chips are mounted in a hollow cylinder in which a gas and / or a liquid circulates or flows through a gas and / or a liquid. The gas and / or the liquid are preferably permeable to the radiation generated by the device. If the cooling takes place via a liquid, the liquid preferably has one
Brechungsindex auf, der zwischen dem der Halbleiterchips und dem des Materials des Hohlzylinders liegt.Refractive index, which lies between that of the semiconductor chips and that of the material of the hollow cylinder.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung umfasst diese mindestens eineAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, this comprises at least one
Wärmesenke. Die Wärmesenke ist zum Beispiel mit einem Metall gestaltet und steht bevorzugt in thermischem Kontakt zu mindestens einem Halbleiterchip. Es ist möglich, dass jedem Halbleiterchip der Vorrichtung genau eine Wärmesenke zugeordnet ist. Bevorzugt weist die Wärmesenke eine hohe thermische Leitfähigkeit und eine hohe Wärmekapazität auf, so dass Wärme, die im Betrieb der Halbleiterchips entsteht, von der Wärmesenke aufgenommen und von den Halbleiterchips abgeleitet werden kann.Heat sink. The heat sink is designed, for example, with a metal and is preferably in thermal contact with at least one semiconductor chip. It is possible that each semiconductor chip of the device is associated with exactly one heat sink. Preferably, the heat sink has a high thermal conductivity and a high heat capacity, so that heat generated in the operation of the semiconductor chips of the heat sink can be picked up and derived from the semiconductor chips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist an Stirnflächen desAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device is at end faces of the
Lichtleitermaterials jeweils mindestens ein Halbleiterchip angebracht. An den Hauptflächen dieser Halbleiterchips, die dem Lichtleitermaterial abgewandt sind, befindet sich jeweils mindestens eine Wärmesenke. Zwischen Wärmesenken und Halbleiterchips kann sich wenigstens eine Beschichtung befinden, die zum Beispiel von den Halbleiterchips emittierte Strahlung reflektiert.Light conductor material each mounted at least one semiconductor chip. At least one heat sink is located at each of the main surfaces of these semiconductor chips, which are remote from the optical waveguide material. Between heat sinks and semiconductor chips, there may be at least one coating which, for example, reflects radiation emitted by the semiconductor chips.
Die Stirnflächen sind hierbei insbesondere solche Flächen des Lichtleitermaterials, die nicht zur Emission von Strahlung vorgesehen sind. Ist das Lichtleitermaterial zum Beispiel als Kreiszylinder geformt, so stellen Boden- und Deckflächen des Kreiszylinders die Stirnflächen dar.In this case, the end surfaces are, in particular, those surfaces of the optical waveguide material which are not intended to emit radiation. If the optical waveguide material is shaped, for example, as a circular cylinder, the bottom and top surfaces of the circular cylinder represent the end faces.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung ist mindestens eine der Wärmesenken, bevorzugt genau zwei Wärmesenken, in Form einer Steckverbindung gestaltet . Über eine solche Wärmesenke kann die Vorrichtung an einer externen Anschlusseinrichtung befestigt und/oder damit elektrisch verbunden werden.In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least one of the heat sinks, preferably exactly two heat sinks, is designed in the form of a plug connection. About such a heat sink, the device can be attached to an external connection device and / or electrically connected.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind in einer Richtung senkrecht zur Längsachse wenigstens zwei Halbleiterchips nebeneinander, also lateral, angeordnet. Die nebeneinander angeordnetenAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, at least two semiconductor chips are arranged next to one another, ie laterally, in a direction perpendicular to the longitudinal axis. The juxtaposed
Halbleiterchips befinden sich beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur Längsachse . Diese Halbleiterchips können auf einem gemeinsamen Träger, etwa einer Glasplatte, aufgebracht sein. Bevorzugt emittieren die nebeneinander angeordneten Halbleiterchips in voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen. Die Hauptflächen der nebeneinander angeordneten Halbleiterchips weisen bevorzugt in dieselbe Richtung, beispielsweise in Richtung der Längsachse. Das heißt, die Normalenvektoren der Hauptflächen sind dann parallel zur Längsachse orientiert.Semiconductor chips are, for example, in a plane perpendicular to the longitudinal axis. These semiconductor chips can be applied to a common carrier, such as a glass plate be. The semiconductor chips arranged next to one another preferably emit in mutually different wavelength ranges. The main surfaces of the semiconductor chips arranged side by side preferably point in the same direction, for example in the direction of the longitudinal axis. That is, the normal vectors of the major surfaces are then oriented parallel to the longitudinal axis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind drei Halbleiterchips in einer Ebene senkrecht zur Längsachse nebeneinander angeordnet . Einer dieser Halbleiterchips emittiert bevorzugt im roten, ein weiterer Halbleiterchip im grünen und ein dritter Halbleiterchip im blauen Spektralbereich. Hierdurch ist eine weißes Licht abstrahlende Vorrichtung erzielbar.In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, three semiconductor chips are arranged next to one another in a plane perpendicular to the longitudinal axis. One of these semiconductor chips preferably emits in the red, another semiconductor chip in the green and a third semiconductor chip in the blue spectral range. As a result, a white light-emitting device can be achieved.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung weisen die Halbleiterchips einen quadratischen, einen rechteckigen, einen hexagonalen, einen kreisförmigen, einen dreieckigen oder einen rautenförmigen Grundriss auf.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the semiconductor chips have a square, a rectangular, a hexagonal, a circular, a triangular or a diamond-shaped plan.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung sind die Halbleiterchips in einem Hohlzylinder angeordnet, der ein Glas aufweist. Ein solcher Hohlzylinder bietet den Halbleiterchips Schutz gegenüber äußeren Einflüssen und weist eine hohe Durchlässigkeit bezüglich der von der Vorrichtung erzeugten Strahlung auf. Die Halbleiterchips können in dem Hohlzylinder zum Beispiel luftdicht abgeschlossen sein.In accordance with at least one embodiment of the radiation-emitting device, the semiconductor chips are arranged in a hollow cylinder which has a glass. Such a hollow cylinder offers the semiconductor chips protection against external influences and has a high permeability with respect to the radiation generated by the device. The semiconductor chips may be sealed airtight in the hollow cylinder, for example.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung umfasst diese optische Streuelemente, die zwischen zumindest zwei benachbarten Halbleiterchips angebracht sind. Beispielsweise können die optischen Streuelemente sich in dem Lichtleitermaterial befinden oder einem solchen Material beigegeben sein.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, this comprises optical Scattering elements which are mounted between at least two adjacent semiconductor chips. For example, the optical scattering elements may be located in the optical waveguide material or added to such a material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung befindet sich zwischen zumindest zwei benachbarten Halbleiterchips ein heterogen aufgebautes Dielektrikum. Ein solches Dielektrikum kann verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweisen, so dass das von den Halbleiterchips erzeugte Licht in eine Richtung senkrecht zur Längsachse des Stapels der Halbleiterchips umgelenkt wird. Ein solches heterogen aufgebautes Dielektrikum kann prismenartige Strukturen und/oder Streuelemente mit Facetten aufweisen.According to at least one embodiment of the radiation-emitting device, a heterogeneously constructed dielectric is located between at least two adjacent semiconductor chips. Such a dielectric may comprise different materials with different refractive indices, so that the light generated by the semiconductor chips is deflected in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the stack of semiconductor chips. Such a heterogeneously constructed dielectric may have prismatic structures and / or scattering elements with facets.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Strahlung emittierenden Vorrichtung bestehen die Halbleiterchips aus der epitaktischen Schichtenfolge und aus den elektrischen KontaktStrukturen, deren Dicke kleiner ist als die Dicke der Schichtenfolge. Die Halbleiterchips sind mechanisch über das Lichtleitermaterial miteinander verbunden, das stabartig geformt ist. Die Halbleiterchips sind über die elektrischen Verbindungen elektrisch in Serie geschaltet, wobei die elektrischen Verbindungen zwischen zwei benachbartenAccording to at least one embodiment of the radiation-emitting device, the semiconductor chips consist of the epitaxial layer sequence and of the electrical contact structures whose thickness is smaller than the thickness of the layer sequence. The semiconductor chips are mechanically interconnected via the optical fiber material, which is rod-shaped. The semiconductor chips are electrically connected in series via the electrical connections, wherein the electrical connections between two adjacent
Halbleiterchips im Lichtleitermaterial eingebettet sind. An Stirnflächen des Lichtleitermaterials befinden sich elektrische Anschlussvorrichtungen zum elektrischen und optional zum mechanischen Anschließen der Strahlung emittierenden Vorrichtung. Eine solche Strahlung emittierende Vorrichtung kann die äußere Form einer Leuchtstoffröhre oder einer Energiesparlampe einnehmen. Weiterhin wird ein Leuchtmittel angegeben, das mindestens eine Strahlung emittierende Vorrichtung, beispielsweise wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben, umfasst.Semiconductor chips are embedded in the optical fiber material. At the end faces of the optical waveguide material there are electrical connection devices for the electrical and optionally for mechanical connection of the radiation-emitting device. Such a radiation-emitting device may take the outer shape of a fluorescent tube or an energy-saving lamp. Furthermore, a luminous means is provided which comprises at least one radiation-emitting device, for example as described in connection with one or more of the abovementioned embodiments.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist dieses eine elektrische Regeleinheit auf, so dass das Leuchtmittel über beispielsweise 50 Hz- oder 60 Hz- Wechselstrom mit einer Spannung von 115 V oder von 230 V betreibbar ist. Das Leuchtmittel kann ein Edison-Gewinde aufweisen, so dass das Leuchtmittel beispielsweise in eine Fassung für eine Glühbirne einschraubbar ist. Ebenso ist es möglich, dass das Leuchtmittel Steckverbindungen aufweist. Über solche Steckverbindungen ist das Leuchtmittel in Halterungen einsetzbar, die zum Beispiel fürIn accordance with at least one embodiment of the luminous means, this has an electrical control unit, so that the luminous means can be operated via, for example, 50 Hz or 60 Hz alternating current with a voltage of 115 V or 230 V. The light source can have an Edison thread, so that the light source can be screwed into a socket for a light bulb, for example. It is also possible that the lighting means has plug connections. About such connectors, the bulb can be used in brackets, for example for
Leuchtstoffröhren Verwendung finden. Die äußeren Abmessungen des Leuchtmittels sind bevorzugt derart gestaltet, dass das Leuchtmittel mit der mindestens einen Strahlung emittierenden Vorrichtung anstelle etwa einer Leuchtstoffröhre oder einer Glühlampe eingesetzt werden kann.Fluorescent tubes are used. The outer dimensions of the luminous means are preferably designed such that the luminous means can be used with the at least one radiation-emitting device instead of, for example, a fluorescent tube or an incandescent lamp.
Einige Anwendungsbereiche, in denen hier beschriebene Strahlung emittierende Vorrichtungen und/oder Leuchtmittel Verwendung finden können, sind etwa die Hinterleuchtung von Displays oder Anzeigeeinrichtungen. Weiterhin können die hier beschriebenen Vorrichtungen in Beleuchtungseinrichtungen zu Projektionszwecken, in Scheinwerfern oder Lichtstrahlern sowie in der Allgemeinbeleuchtung eingesetzt werden.Some application areas in which radiation-emitting devices and / or illuminants described here can be used are, for example, the backlighting of displays or display devices. Furthermore, the devices described here can be used in illumination devices for projection purposes, in headlights or light emitters and in general lighting.
Nachfolgend wird eine hier beschriebene Vorrichtung unterBelow is a device described here below
Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch ^ _Referring to the drawing with reference to embodiments explained in more detail. The same reference numerals indicate the same elements in the individual figures. There are, however ^ _
keine maßstäblichen Bezüge dargestellt. Vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.no full scale references shown. Rather, individual elements may be exaggerated for better understanding.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen Strahlung emittierenden Vorrichtung,FIG. 1 shows a schematic three-dimensional representation of an exemplary embodiment of a radiation-emitting device described here,
Figur 2 schematische Draufsichten von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Vorrichtungen,FIG. 2 shows schematic plan views of exemplary embodiments of devices described here,
Figuren 3 bis 9 schematische Darstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen von hier beschriebenenFigures 3 to 9 are schematic representations of further embodiments of here described
Strahlung emittierenden Vorrichtungen,Radiation emitting devices,
Figur 10 eine schematische Darstellung einesFigure 10 is a schematic representation of a
Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Leuchtmittels mit einer Strahlung emittierendenEmbodiment of a luminous means described herein with a radiation emitting
Vorrichtung, undDevice, and
Figur 11 eine schematische Seitenansicht eines weiterenFigure 11 is a schematic side view of another
Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen Strahlung emittierenden Vorrichtung.Embodiment of a radiation emitting device described herein.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Strahlung emittierenden Vorrichtung 1 dargestellt. Substratlose Dünnfilm-Halbleiterchips 2 sind in einem Stapel 3 angeordnet. Der Stapel 3 weist eine Längsachse A auf, die entlang derFIG. 1 shows an exemplary embodiment of a radiation-emitting device 1. Substrateless thin-film semiconductor chips 2 are arranged in a stack 3. The stack 3 has a longitudinal axis A along the
Richtung der größten Ausdehnung der Strahlung emittierenden Vorrichtung 1 verläuft. Die Halbleiterchips 2 weisen jeweils zwei einander gegenüberliegende Hauptseiten 20 auf, über die die im Halbleiterchip 2 erzeugte Strahlung im Wesentlichen diesen verlässt. Eine Dicke T der Halbleiterchips 2 beträgt zirka 6 μm.Direction of the largest dimension of the radiation-emitting device 1 extends. The semiconductor chips 2 each have two mutually opposite main sides 20 over which the radiation generated in the semiconductor chip 2 substantially leaves this. A thickness T of the semiconductor chips 2 is approximately 6 μm.
Die Halbleiterchips 2 des Stapels 3 sind in einemThe semiconductor chips 2 of the stack 3 are in one
Lichtleitermaterial 5 eingebettet. Das Lichtleitermaterial 5 hat die Form eines zylindrischen Stabes. Eine Abstrahlfläche 9 bildet eine äußere Begrenzungsfläche des Lichtleitermaterials 5. Die Abstrahlfläche 9 weist hierbei von der Längsachse A weg. Stirnflächen 12 desFiber optic material 5 embedded. The optical fiber material 5 has the shape of a cylindrical rod. A radiating surface 9 forms an outer boundary surface of the optical waveguide material 5. The radiating surface 9 in this case points away from the longitudinal axis A. End faces 12 of the
Lichtleitermaterials 5 sind parallel zu den Hauptseiten 20 der Halbleiterchips 2 ausgerichtet. Es verlässt die von den Halbleiterchips 2 erzeugte Strahlung die Vorrichtung 1 über die Abstrahlfläche 9. Über die Stirnflächen 12 tritt keine oder nur vernachlässigbar wenig Strahlung aus der Vorrichtung 1 aus .Optical fiber material 5 are aligned parallel to the main sides 20 of the semiconductor chips 2. The radiation generated by the semiconductor chips 2 leaves the device 1 via the emission surface 9. No or only negligible radiation exits from the device 1 via the end faces 12.
Die Halbleiterchips 2 sind derart angeordnet, dass ein Normalenvektor N der Hauptflächen 20 der Halbleiterchips 2 parallel zur Längsachse A orientiert ist. Ein Abstand D zwischen den einander zugewandten Hauptflächen 20 von benachbarten Halbleiterchips 2 ist größer als 3 mm. Das Verhältnis aus Abstand D zwischen benachbarten Halbleiterchips 2 und der Dicke T der Halbleiterchips 2 ist somit größer als 500. Die Halbleiterchips 2 liegen bezüglich der Längsachse A deckungsgleich übereinander. Mit anderen Worten liegen Projektionen der Halbleiterchips 2 auf eine Ebene senkrecht zur Längsachse A übereinander.The semiconductor chips 2 are arranged such that a normal vector N of the main surfaces 20 of the semiconductor chips 2 is oriented parallel to the longitudinal axis A. A distance D between the mutually facing main surfaces 20 of adjacent semiconductor chips 2 is greater than 3 mm. The ratio of the distance D between adjacent semiconductor chips 2 and the thickness T of the semiconductor chips 2 is thus greater than 500. The semiconductor chips 2 lie congruently one above another with respect to the longitudinal axis A. In other words, projections of the semiconductor chips 2 lie on a plane perpendicular to the longitudinal axis A one above the other.
In Figur 2 sind verschiedene schematische Draufsichten auf Strahlung emittierende Vorrichtungen 1 gezeigt. Die Längsachse A der Vorrichtungen 1 ist in Figur 2 jeweils senkrecht zur Zeichenebene orientiert und nicht gezeichnet . _FIG. 2 shows various schematic plan views of radiation-emitting devices 1. The longitudinal axis A of the devices 1 is oriented in Figure 2 each perpendicular to the plane and not drawn. _
Gemäß Figur 2A weisen die Halbleiterchips 2 einen quadratischen Grundriss auf. Die Halbleiterchips 2 sind von einem stabförmigen Lichtleitermaterial 5 umgeben beziehungsweise in dieses eingebettet. DasAccording to FIG. 2A, the semiconductor chips 2 have a square outline. The semiconductor chips 2 are surrounded by a rod-shaped optical waveguide material 5 or embedded in this. The
Lichtleitermaterial 5 umfasst beispielsweise ein Glas oder einen Kunststoff. Die Abstrahlfläche 9 desOptical material 5 includes, for example, a glass or a plastic. The radiating surface 9 of
Lichtleitermaterials 5 kann eine Beschichtung, Aufrauung oder Strukturierung aufweisen, so dass die Effizienz bezüglich der Auskopplung der von den Halbleiterchips 2 erzeugten Strahlung aus der Vorrichtung 1 heraus gesteigert ist.Optical fiber material 5 may have a coating, roughening or structuring, so that the efficiency with respect to the coupling-out of the radiation generated by the semiconductor chips 2 is increased out of the device 1.
Gemäß Figur 2B weisen die Halbleiterchips 2 einen hexagonalen Grundriss, gemäß Figur 2C einen runden Grundriss auf. Die Halbleiterchips 2 des Stapels 3 sind bezüglich der Längsachse A jeweils, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, deckungsgleich angeordnet .According to FIG. 2B, the semiconductor chips 2 have a hexagonal outline, in accordance with FIG. 2C a round outline. The semiconductor chips 2 of the stack 3 are arranged congruently with respect to the longitudinal axis A in each case within the framework of the manufacturing tolerances.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2D sind drei Halbleiterchips 2a, 2b, 2c in einer Ebene senkrecht zur Längsachse A angeordnet. Die Halbleiterchips 2a, 2b, 2c weisen einen rautenartigen Grundriss auf. Hierdurch ist es ermöglicht, dass die Halbleiterchips 2a, 2b, 2c in der Ebene dicht gepackt werden können. Je einer der Halbleiterchips 2a, 2b, 2c emittiert im roten, grünen und blauen Spektralbereich, so dass sich insgesamt weißes Mischlicht ergeben kann. Zur gesteigerten Homogenisierung der von den einzelnen Halbleiterchips 2a, 2b, 2c erzeugten Strahlung können benachbarte Ebenen von Halbleiterchips 2a, 2b, 2c bezüglich der Längsachse A zueinander zum Beispiel um 120° gedreht sein. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2E sind die Halbleiterchips 2 des Stapels 3 nicht deckungsgleich angeordnet, sondern gegeneinander um die nicht gezeichnete Längsachse rotiert und lateral verschoben. Durch eine solche Anordnung der Halbleiterchips 2 kann der Farbeindruck der von der Vorrichtung 1 emittierten Strahlung in einem weiten Bereich, auch beispielsweise nur in bestimmten Regionen der Vorrichtung 1, eingestellt werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 2D, three semiconductor chips 2 a, 2 b, 2 c are arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis A. The semiconductor chips 2a, 2b, 2c have a rhomboidal plan view. This makes it possible for the semiconductor chips 2a, 2b, 2c to be densely packed in the plane. Each one of the semiconductor chips 2a, 2b, 2c emits in the red, green and blue spectral range, so that overall white mixed light can result. For increased homogenization of the radiation generated by the individual semiconductor chips 2a, 2b, 2c, adjacent planes of semiconductor chips 2a, 2b, 2c can be rotated relative to one another with respect to the longitudinal axis A, for example by 120 °. In the embodiment according to FIG. 2E, the semiconductor chips 2 of the stack 3 are not arranged congruently, but are rotated relative to one another about the longitudinal axis not shown and laterally displaced. By such an arrangement of the semiconductor chips 2, the color impression of the radiation emitted by the device 1 can be adjusted in a wide range, for example only in certain regions of the device 1.
Die Halbleiterchips 2 sind vom Lichtleitermaterial 5 umgeben, über das die Halbleiterchips 2 des Stapels 3 mechanisch starr miteinander verbunden sind. Das Lichtleitermaterial 5 ist hierbei zylinderartig geformt. Optional ist das Lichtleitermaterial 5 von einer Umhüllung 17 umgeben, die einen ellipsenartigen Grundriss aufweist. Die Umhüllung 17 kann als Hohlkörper gestaltet sein, so dass in der Umhüllung 17 das Lichtleitermaterial 5 mit dem Stapel 3 der Halbleiterchips 2 eingebracht werden kann und sich zwischen dem Lichtleitermaterial 5 und der Umhüllung 17 ein Hohlraum 21 befindet. Durch die Formgebung der Umhüllung 17 als Ellipse kann das Lichtleitermaterial 5 mit dem Stapel 3 definiert in der Umhüllung 17 platziert werden, durch die ellipsenartige Form ist eine Art Führungsschiene gebildet.The semiconductor chips 2 are surrounded by the optical waveguide material 5, via which the semiconductor chips 2 of the stack 3 are mechanically rigidly connected to one another. The light guide material 5 is shaped like a cylinder. Optionally, the optical waveguide material 5 is surrounded by a cladding 17, which has an elliptical floor plan. The sheath 17 may be designed as a hollow body, so that in the sheath 17, the optical waveguide material 5 can be introduced with the stack 3 of the semiconductor chips 2 and between the optical waveguide material 5 and the sheath 17 is a cavity 21. By shaping the envelope 17 as an ellipse, the light guide material 5 can be placed in the envelope 17 in a defined manner with the stack 3; a type of guide rail is formed by the elliptical shape.
In dem Hohlraum 21 zwischen der Umhüllung 17 und demIn the cavity 21 between the sheath 17 and the
Lichtleitermaterial 5 kann sich optional ein Kühlmedium 19 befinden. Über Konvektion des Kühlmediums 19, das ein Gas und/oder eine Flüssigkeit beinhaltet, kann im Betrieb der Vorrichtung 1 von den Halbleiterchips 2 erzeugte Wärme von diesen, mindestens zum Teil, abgeführt werden. Das Kühlmedium 19 ist bezüglich der von der Vorrichtung 1 im Betrieb erzeugten Strahlung durchlässig. In Figur 3 ist die Verwendung einer Strahlung emittierenden Vorrichtung 1, etwa gemäß Figur 1, in Verbindung mit einem Reflektor 16 illustriert, siehe schematische dreidimensionale Darstellung in Figur 3A und schematische Seitenansicht in Figur 3B. Über den Reflektor 16 kann dieOptical fiber material 5 may optionally be a cooling medium 19. By convection of the cooling medium 19, which includes a gas and / or a liquid, heat generated by the semiconductor chips 2 can be dissipated therefrom, at least in part, during operation of the device 1. The cooling medium 19 is permeable with respect to the radiation generated by the device 1 during operation. FIG. 3 illustrates the use of a radiation-emitting device 1, for example according to FIG. 1, in conjunction with a reflector 16, see schematic three-dimensional representation in FIG. 3A and schematic side view in FIG. 3B. About the reflector 16, the
Abstrahlcharakteristik der von der Vorrichtung 1 emittierten Hauptabstrahlung gezielt eingestellt werden. Gemäß Figur 3B beträgt ein Anteil f des Stapels 3 beziehungsweise des Lichtleitermaterials 5, der sich innerhalb des Reflektors 16 befindet, etwa 50 % eines Durchmessers d desAbstrahlcharakteristik the emitted from the device 1 main radiation are set specifically. According to FIG. 3B, a portion f of the stack 3 or of the light-conducting material 5 which is located inside the reflector 16 is approximately 50% of a diameter d of FIG
Lichtleitermaterials 5. Um zum Beispiel eine stärkere Fokussierung der Strahlung zu erzielen, ist der Anteil f größer zu wählen.Fiber optic material 5. In order to achieve, for example, a stronger focusing of the radiation, the proportion f should be greater.
Die Vorrichtung 1, wie in Figur 4 dargestellt, weist einen Hohlzylinder 7 auf, der ein Glas oder einen Kunststoff beinhaltet. Die Halbleiterchips 2 des Stapels 3 sind längs der Längsachse A innerhalb des Hohlzylinders 7 angebracht. Die Abstrahlfläche 9 ist von einer der Längsachse A abgewandten Außenfläche des Hohlzylinders 7 gebildet.The device 1, as shown in Figure 4, has a hollow cylinder 7, which includes a glass or a plastic. The semiconductor chips 2 of the stack 3 are mounted along the longitudinal axis A within the hollow cylinder 7. The radiating surface 9 is formed by an outer surface of the hollow cylinder 7 facing away from the longitudinal axis A.
Optional kann im Hohlzylinder 7 das Kühlmedium 19 in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit zirkulieren, um im Betrieb der Vorrichtung 1 eine hohe Wärmeabfuhr von den Halbleiterchips 2 weg zu gewährleisten. Über das Kühlmedium 19 kann eine Anpassung des optischen Brechungsindex zwischen Halbleiterchips 2 und Hohlzylinder 7 erfolgen. Es ist möglich, dass das Kühlmedium 19 gleichzeitig das Lichtleitermaterial 5 bildet.Optionally, in the hollow cylinder 7, the cooling medium 19 may circulate in the form of a gas or a liquid in order to ensure a high heat dissipation away from the semiconductor chips 2 during operation of the device 1. An adaptation of the optical refractive index between the semiconductor chip 2 and the hollow cylinder 7 can take place via the cooling medium 19. It is possible that the cooling medium 19 simultaneously forms the optical waveguide material 5.
Eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Strahlung emittierenden Vorrichtung 1 ist in Figur 5 gezeigt. Der Durchmesser d der Vorrichtung 1 beträgt zirka 1 mm, eine Länge L der Vorrichtung 1 entlang der Längsachse A beträgt in etwa 50 mm. Die Dicke T der Halbleiterchips 2 liegt bei ungefähr 10 μm. Die Hauptflächen 20 der Halbleiterchips 2 sind senkrecht zur Abstrahlfläche 9 orientiert.A schematic side view of a further embodiment of a radiation-emitting device 1 is shown in FIG. The diameter d of Device 1 is approximately 1 mm, a length L of the device 1 along the longitudinal axis A is approximately 50 mm. The thickness T of the semiconductor chips 2 is about 10 μm. The main surfaces 20 of the semiconductor chips 2 are oriented perpendicular to the radiating surface 9.
An den Hauptseiten 20 der Halbleiterchips 2 befindet sich in etwa mittig ein Kontaktpunkt 4. Die Kontaktpunkte 4 von benachbarten Halbleiterchips 2 sind über eine elektrische Verbindung 11 elektrisch leitend miteinander verbunden und somit elektrisch in Serie geschaltet. Die elektrische Verbindung 11 kann in Form eines Drahtes gestaltet sein, der im Lichtleitermaterial 5 zum Beispiel über einen Spritz- oder Gießprozess eingebracht ist. Die Stirnflächen 12a, 12b der Vorrichtung 1 sind parallel zu den Hauptseiten 20 derThe contact points 4 of adjacent semiconductor chips 2 are electrically conductively connected to one another via an electrical connection 11 and are thus connected in series electrically on the main sides 20 of the semiconductor chips 2. The electrical connection 11 may be designed in the form of a wire, which is introduced in the optical waveguide material 5, for example via an injection or casting process. The end faces 12a, 12b of the device 1 are parallel to the main sides 20 of the
Halbleiterchips 2 orientiert. Die Stirnfläche 12a ist durch das Lichtleitermaterial 5, die Stirnfläche 12b durch den Halbleiterchip 2 gebildet.Semiconductor chips 2 oriented. The end face 12 a is formed by the optical waveguide material 5, the end face 12 b by the semiconductor chip 2.
Optional können die Stirnflächen 12a, 12b mit einerOptionally, the end faces 12a, 12b with a
Beschichtung 13 versehen sein. Beispielsweise ist die Beschichtung 13 reflektierend für die von den Halbleiterchips 2 im Betrieb der Vorrichtung 1 erzeugte Strahlung gestaltet, so dass keine Strahlung die Vorrichtung 1 über die Stirnflächen 12a, 12b verlässt. Das Lichtleitermaterial 5 kann für die von den Halbleiterchips 2 erzeugte Strahlung streuend wirken, so dass eine über die gesamte Abstrahlfläche 9 homogene Abstrahlung der Hauptabstrahlung gewährleistet ist. Hierdurch weist die von der Vorrichtung 1 emittierte Strahlung ein Intensitätsmaximum in einer Richtung senkrecht zur Längsachse A auf . Die Abstrahlcharakteristik der Vorrichtung 1 ähnelt oder entspricht in diesem Fall der eines Hertzschen Dipols oder eines Dipolstrahlers. Befinden sich die Halbleiterchips 2, wie etwa gemäß Figur 4, in einem Hohlzylinder 7, so können die elektrischen Verbindungen 11 auch zur mechanischen Verbindung oder Befestigung der Halbleiterchips 2 dienen, insbesondere falls die Vorrichtung 1 kein Lichtleitermaterial 5 aufweist, das die Halbleiterchips 2 einbettet.Be provided coating 13. For example, the coating 13 is designed to be reflective of the radiation generated by the semiconductor chips 2 during operation of the device 1, so that no radiation leaves the device 1 via the end faces 12a, 12b. The optical waveguide material 5 can have a scattering effect for the radiation generated by the semiconductor chips 2, so that a uniform emission of the main radiation over the entire radiating surface 9 is ensured. As a result, the radiation emitted by the device 1 has an intensity maximum in a direction perpendicular to the longitudinal axis A. The radiation characteristic of the device 1 is similar or in this case corresponds to that of a Hertzian dipole or a dipole radiator. If the semiconductor chips 2, as in accordance with FIG. 4, are located in a hollow cylinder 7, the electrical connections 11 can also serve for the mechanical connection or attachment of the semiconductor chips 2, in particular if the device 1 has no optical waveguide material 5 which embeds the semiconductor chips 2.
Anders als in Figur 5 dargestellt, können die elektrischen Verbindungen 11 auf der Abstrahlfläche 9 desUnlike shown in Figure 5, the electrical connections 11 on the radiating surface 9 of the
Lichtleitermaterials 5 aufgebracht sein, zum Beispiel in Form von dünnen Leiterbahnen, die optische Eigenschaften der Vorrichtung 1 nicht oder nicht signifikant beeinflussen.Fiber optic material 5 may be applied, for example in the form of thin interconnects that do not or not significantly affect the optical properties of the device 1.
In der Seitenansicht gemäß Figur 6A ist der Halbleiterchip 2 mit der Hauptseite 20b auf einem Verbindungsmittel 6 aufgebracht. Das Verbindungsmittel 6 weist ein Matrixmaterial 22 auf, das aus Glas oder einem Kunststoff besteht. In das Verbindungsmittel 6 sind die elektrischen Verbindungen 11 in Form von mit einem Metall gefüllten Kanälen gestaltet. Das Verbindungsmittel 6 weist über den gesamten Durchmesser d hinweg eine Vielzahl von elektrischen Verbindungen 11 auf, so dass eine über die Hauptfläche 20b vergleichsweise homogene Bestromung des Halbleiterchips 2 möglich ist. Das Verbindungsmittel 6 mit den elektrischen Verbindungen 11 ist über die Kontaktpunkte 4 , die als Lötreservoir geformt sein können, elektrisch mit dem Halbleiterchip 2 verbunden.In the side view according to FIG. 6A, the semiconductor chip 2 with the main side 20b is applied to a connecting means 6. The connecting means 6 comprises a matrix material 22, which consists of glass or a plastic. In the connecting means 6, the electrical connections 11 are designed in the form of channels filled with a metal. The connecting means 6 has a multiplicity of electrical connections 11 over the entire diameter d, so that a comparatively homogeneous energization of the semiconductor chip 2 over the main area 20b is possible. The connection means 6 with the electrical connections 11 is electrically connected to the semiconductor chip 2 via the contact points 4, which may be shaped as a solder reservoir.
Die elektrischen Verbindungen 11 sind parallel zur Längsachse A ausgerichtet. Hierdurch weist das Verbindungsmittel 6 eine elektrische Leitfähigkeit nur oder überwiegend in eine Richtung parallel zur Längsachse A auf . Eine Querleitfähigkeit des Verbindungsmittels 6, in eine Richtung senkrecht zur Längsachse A, ist vernachlässigbar.The electrical connections 11 are aligned parallel to the longitudinal axis A. As a result, the connecting means 6 has an electrical conductivity only or predominantly in a direction parallel to the longitudinal axis A. A Transverse conductivity of the connecting means 6, in a direction perpendicular to the longitudinal axis A, is negligible.
In Figur 6B ist in einer schematischen Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zu sehen, bei dem eine Mehrzahl von Verbindungsmitteln 6 mit Halbleiterchips 2, wie etwa in Figur 6A dargestellt, aufeinander gestapelt ist und somit den Stapel 3 bildet. Die elektrischen Verbindungen 11 sind in Figur 6B nicht gezeichnet. Die Stirnfläche 12a ist vom Verbindungsmittel 6 gebildet, die Stirnfläche 12b vom Halbleiterchip 2. Optional können beide Stirnflächen 12a, 12b vom Verbindungsmittel 6 oder von den Halbleiterchips 2 gebildet sind und auch eine Beschichtung, etwa gemäß Figur 5, aufweisen.FIG. 6B shows a schematic side view of a further exemplary embodiment of a device 1 in which a plurality of connecting means 6 with semiconductor chips 2, as shown for example in FIG. 6A, are stacked on one another and thus forms the stack 3. The electrical connections 11 are not shown in FIG. 6B. The end face 12a is formed by the connecting means 6, the end face 12b of the semiconductor chip 2. Optionally, both end faces 12a, 12b are formed by the connecting means 6 or by the semiconductor chips 2 and also have a coating, for example according to FIG.
Die Verbindungsmittel 6 weisen eine vergleichsweise große Dicke auf, verglichen mit den Halbleiterchips 2. Somit ist es möglich, dass ein Durchmesser d der Vorrichtung 1 im Bereich mehrerer Millimeter realisiert werden kann. Die Länge L der Vorrichtung 1 ist über die Anzahl an Verbindungsmitteln 6 mit Halbleiterchips 2, die übereinander gestapelt sind, auf eine effiziente Weise einstellbar und variierbar.The connecting means 6 have a comparatively large thickness compared to the semiconductor chips 2. It is thus possible that a diameter d of the device 1 in the range of several millimeters can be realized. The length L of the device 1 is adjustable and variable in an efficient manner by the number of connecting means 6 with semiconductor chips 2 stacked one above the other.
Die Hauptflächen 20 der Halbleiterchips 2, wie in Figur 7 dargestellt, sind mit einer Aufrauung 14 versehen, um die Lichtauskoppeleffizienz aus dem Halbleiterchip 2 heraus zu verbessern. Begrenzungsflächen der Halbleiterchips 2, deren Normalenvektor senkrecht zur Längsachse A orientiert ist, sind mit einer Passivierung 15 versehen. Die Passivierung 15 kann für die von den Halbleiterchips 2 erzeugte elektromagnetische Strahlung reflektierend wirken oder durchlässig gestaltet sein. - Zo -The main surfaces 20 of the semiconductor chips 2, as shown in FIG. 7, are provided with a roughening 14 in order to improve the light extraction efficiency out of the semiconductor chip 2. Boundary surfaces of the semiconductor chips 2, whose normal vector is oriented perpendicular to the longitudinal axis A, are provided with a passivation 15. The passivation 15 can have a reflective effect for the electromagnetic radiation generated by the semiconductor chips 2 or can be made permeable. - Zo -
An jeder Hauptseite 20 der Halbleiterchips 2 sind zwei der Kontaktpunkte 4 aufgebracht, die zum Beispiel einen kreisförmigen Grundriss aufweisen. Über die Kontaktpunkte 4 und die elektrischen Verbindungen 11 sind die Halbleiterchips 2 elektrisch in Serie geschaltet. Alternativ können die elektrischen Verbindungen 11 auch über die Abstrahlfläche 9 und die Passivierungen 15 geführt werden, so dass die Halbleiterchips 2 elektrisch parallel verschaltbar sind. Hierdurch kann beispielsweise der Farbpunkt der von der Vorrichtung 1 emittierten Strahlung im Betrieb variiert werden, insbesondere wenn die Halbleiterchips 2 Strahlung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche emittieren.On each main side 20 of the semiconductor chips 2, two of the contact points 4 are applied, which for example have a circular outline. Via the contact points 4 and the electrical connections 11, the semiconductor chips 2 are electrically connected in series. Alternatively, the electrical connections 11 can also be guided via the emission surface 9 and the passivations 15, so that the semiconductor chips 2 can be electrically connected in parallel. In this way, for example, the color point of the radiation emitted by the device 1 during operation can be varied, in particular if the semiconductor chips 2 emit radiation of different wavelength ranges.
Zwischen den Halbleiterchips 2 befindet sich das Lichtleitermaterial 5. Dem Lichtleitermaterial 5 sind Streuelemente 8 beigegeben, über die eine Lichtauskoppeleffizienz über die Abstrahlfläche 9 erhöht werden kann. Das Lichtleitermaterial 5 ist also heterogen aufgebaut .The optical waveguide material 5 is located between the semiconductor chips 2. The diffusing elements 8 are added to the optical waveguide material 5, via which a light decoupling efficiency can be increased via the radiating surface 9. The light guide material 5 is thus constructed heterogeneous.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Lichtleitermaterial 5 verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweist. Beispielsweise kann in einem Bereich entlang der Längsachse A ein Material mit einem niedrigeren Brechungsindex als in Bereichen, die von der Längsachse A weiter entfernt sind, eingesetzt werden. Optional kann dem Lichtleitermaterial 5 ein Konversionsmittel, ein Filtermittel oder ein Mittel zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit des Lichtleitermaterials 5 beigegeben sein.Alternatively or additionally, it is possible that the optical waveguide material 5 has different materials with different refractive indices. For example, in a region along the longitudinal axis A, a material having a lower refractive index than in regions that are farther away from the longitudinal axis A can be used. Optionally, a conversion agent, a filter medium or a means for increasing the thermal conductivity of the optical waveguide material 5 may be added to the optical waveguide material 5.
Von den jeweils zwei Kontaktpunkten 4 pro Hauptfläche 20 der Halbleiterchips 2 können flächige elektrische Kontaktstrukturen, die etwa mit einem transparenten leitfähigen Oxid, kurz einem TCO, gestaltet sind, auf den Hauptseiten 20 aufgebracht sein. Ebenso ist es möglich, dass von den Kontaktpunkten 4 finger- oder strahlenförmige, beispielsweise metallische Stromverteilungsstrukturen aufgebracht sind.Of the two contact points 4 per main surface 20 of the semiconductor chip 2 can surface electrical Contact structures which are designed approximately with a transparent conductive oxide, in short a TCO, may be applied to the main sides 20. Likewise, it is possible that finger-shaped or radial, for example metallic current distribution structures are applied by the contact points 4.
In der schematischen Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Strahlung emittierenden Vorrichtung 1 gemäß Figur 8 schließt der Normalenvektor N der Hauptfläche 20 der Halbleiterchips 2 einen Winkel α mit der Längsachse A der Vorrichtung 1 ein. Der Winkel α liegt im Bereich zwischen einschließlich 10° und 45°, gemäß Figur 8 zirka 16°. Die Halbleiterchips 2 sind parallel zueinander angeordnet. Durch die relativ zur Längsachse A gekippte Anordnung der Halbleiterchips 2 kann die Lichtauskopplung über die Abstrahlfläche 9 verbessert werden.In the schematic side view of a further exemplary embodiment of the radiation-emitting device 1 according to FIG. 8, the normal vector N of the main surface 20 of the semiconductor chips 2 encloses an angle α with the longitudinal axis A of the device 1. The angle α is in the range between 10 ° and 45 ° inclusive, according to Figure 8 approximately 16 °. The semiconductor chips 2 are arranged parallel to one another. By tilted relative to the longitudinal axis A arrangement of the semiconductor chips 2, the light extraction via the radiating surface 9 can be improved.
Anders als in Figur 8 dargestellt ist es zusätzlich möglich, dass benachbarte Halbleiterchips 2 beispielsweise um 60°, 90° oder 120° um die Längsachse A gegeneinander rotiert sind. Hierdurch ist eine weitere Homogenisierung der von der Vorrichtung 1 emittierten Strahlung möglich.Unlike shown in Figure 8, it is additionally possible that adjacent semiconductor chips 2 are rotated for example by 60 °, 90 ° or 120 ° about the longitudinal axis A against each other. As a result, a further homogenization of the radiation emitted by the device 1 is possible.
Die Vorrichtung 1 gemäß Figur 9 umfasst zwei separat gefertigte Stapel 3a, 3b, die jeweils drei Halbleiterchips 2 aufweisen. Die Stirnflächen 12 der Stapel 3a, 3b sind vom Lichtleitermaterial 5 gebildet. Die Stirnflächen 12 des Lichtleitermaterials 5 werden von Kontaktbereichen 40 überragt. Über die Kontaktbereiche 40 sind die Stapel 3a, 3b elektrisch in Serie schaltbar. Es ist also über die Kontaktbereiche 40 ein effizientes Kontaktieren von einzelnen oder auch von mehreren Stapeln 3a, 3b gewährleistet. Jeder - 21 -The device 1 according to FIG. 9 comprises two separately manufactured stacks 3 a, 3 b, which each have three semiconductor chips 2. The end faces 12 of the stacks 3 a, 3 b are formed by the optical waveguide material 5. The end faces 12 of the optical waveguide material 5 are surmounted by contact regions 40. Via the contact regions 40, the stacks 3a, 3b can be electrically connected in series. It is thus ensured via the contact areas 40 efficient contacting of individual or even multiple stacks 3a, 3b. Everyone - 21 -
einzelne Stapel 3a, 3b stellt ein Modul dar. Mehrere Module sind ähnlich etwa zu Batterien miteinander kombinierbar. Durch die Verwendung modulartiger Stapel 3a, 3b ist es ohne Änderungen an den Stapeln 3 selbst möglich, beispielsweise die elektrische Leistungsaufnahme und somit die Helligkeit der Vorrichtung 1 anzupassen. Gemäß Figur 9 sind die einzelnen Stapel 3a, 3b in einem Hohlzylinder 7, der aus einem Glas geformt ist, eingebracht.individual stacks 3a, 3b represents a module. Several modules can be combined with one another, similar to batteries. By using modular stacks 3a, 3b, it is possible without changes to the stacks 3 itself, for example, to adjust the electrical power consumption and thus the brightness of the device 1. According to FIG. 9, the individual stacks 3a, 3b are introduced into a hollow cylinder 7, which is formed from a glass.
Anders als in Figur 9 gezeigt, können eine oder zweiUnlike shown in Figure 9, one or two
Stirnflächen 12 der Stapels 3a, 3b von den Halbleiterchips 2 gebildet sein. Die Kontaktbereiche 40 können auch flächig ausgestaltet sein und einen Anteil von zum Beispiel mehr als 20 % der Stirnfläche bedecken.End faces 12 of the stack 3 a, 3 b may be formed by the semiconductor chips 2. The contact regions 40 can also be designed flat and cover a proportion of, for example, more than 20% of the end face.
In Figur 10 ist ein Ausführungsbeispiel eines Leuchtmittels 10 illustriert. Das Leuchtmittel 10 weist zwei Vorrichtungen Ia, Ib auf, die jeweils zwei Stapel 3 umfassen. Die einzelnen Strahlung emittierenden Vorrichtungen Ia, Ib sind U-förmig ausgeformt. Jeweils ein Stapel 3 einer Vorrichtung Ia, Ib befindet sich in einem langen Schenkel eines U's. Die Vorrichtungen Ia, Ib sind von einer Umhüllung 17 umgeben, die aus einem die von den Vorrichtungen 1 emittierte Strahlung diffus streuendem Glas besteht und die mit einem Konversionsmittel beschichtet sein kann.FIG. 10 illustrates an exemplary embodiment of a luminous means 10. The lighting means 10 has two devices Ia, Ib, each comprising two stacks 3. The individual radiation emitting devices Ia, Ib are formed in a U-shape. In each case a stack 3 of a device Ia, Ib is located in a long leg of a U. The devices Ia, Ib are surrounded by a sheath 17, which consists of a radiation emitted by the devices 1 radiation diffusing glass and which may be coated with a conversion agent.
Über die Umhüllung 17 sind die Vorrichtungen Ia, Ib an einem Sockel 18 befestigt. Über den Sockel 18 erfolgt eine elektrische Ansteuerung der Stapel 3 beziehungsweise der Vorrichtungen Ia, Ib. Gemäß Figur 10 ist der Sockel 18 als Steckverbindung gestaltet. Insbesondere kann der Sockel 18 eine elektrische Schaltung beinhalten, die dazu geeignet ist, das Leuchtmittel 10 mit einer Netzspannung von 115 V oder 230 V 50 Hz-Wechselstrom zu betreiben. Alternativ zu dem Sockel 18 gemäß Figur 10 kann der Sockel 18 mit einem Edison- Gewinde, ähnlich zu Glühlampen, versehen sein.About the sheath 17, the devices Ia, Ib are attached to a base 18. About the base 18 is an electrical control of the stack 3 and the devices Ia, Ib. According to Figure 10, the base 18 is designed as a plug connection. In particular, the base 18 may include an electrical circuit that is suitable for the lighting means 10 with a mains voltage of 115 V or 230 V 50 Hz alternating current to operate. As an alternative to the base 18 according to FIG. 10, the base 18 can be provided with an Edison thread, similar to incandescent lamps.
Das Leuchtmittel 10 kann dem äußeren Erscheinungsbild einer Energiesparlampe, einer Glühlampe oder einer Leuchtstoffröhre entsprechen und einen Sockel 18 aufweisen, der über geeignet gestaltete Steck- oder Schraubverbindungen zur elektrischen Kontaktierung und zur mechanischen Befestigung des Leuchtmittels verfügt.The luminous means 10 may correspond to the external appearance of an energy-saving lamp, an incandescent lamp or a fluorescent tube and have a base 18 which has suitably designed plug-in or screw connections for electrical contacting and mechanical fastening of the luminous means.
Beim Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 gemäß Figur 11 sind die zwei Halbleiterchips 2 an den Stirnflächen 12 des Lichtleitermaterials 5 angebracht. Das Lichtleitermaterial 5 ist hierbei transparent und zylinderartig geformt. An den dem Lichtleitermaterial 5 abgewandten Hauptflächen 20 der Halbleiterchips 2 befinden sich die Beschichtungen 13, die reflektierend bezüglich der von den Halbleiterchips 2 emittierten Strahlung wirken. Auf den Halbleiterchips 2 abgewandten Seiten der Beschichtungen 13 befinden sich weiterhin zwei Wärmesenken 21. Die Wärmesenken 21 können sowohl zur Kühlung und zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterchips 2 dienen, als auch eine Steckverbindung darstellen, mittels der die Vorrichtung 1 an externen, nicht zur Vorrichtung 1 gehörigen und in Figur 11 nicht gezeichneten Anschlüssen befestigt werden kann.In the exemplary embodiment of the device 1 according to FIG. 11, the two semiconductor chips 2 are attached to the end faces 12 of the optical waveguide material 5. The optical waveguide material 5 is in this case transparent and shaped like a cylinder. On the main surfaces 20 of the semiconductor chips 2 facing away from the optical waveguide material 5 are the coatings 13, which have a reflective effect with respect to the radiation emitted by the semiconductor chips 2. Two heat sinks 21 are furthermore located on the sides of the coatings 13 facing away from the semiconductor chips 2. The heat sinks 21 can both serve for cooling and electrical contacting of the semiconductor chips 2, and also constitute a plug-in connection, by means of which the device 1 is connected to the device 1, not to the device 1 belonging and not shown in Figure 11 connections can be attached.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jedeThe invention described here is not limited by the description based on the embodiments. Rather, the invention includes every novel feature as well as each
Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.Combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicit is specified in the claims or exemplary embodiments.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2008 048 650.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. This patent application claims the priority of German Patent Application 10 2008 048 650.7, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Claims

- -Patentansprüche - Patent claims
1. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) mit mindestens zwei optoelektronischen Halbleiterchips (2) , wobei1. Radiation emitting device (1) having at least two optoelectronic semiconductor chips (2), wherein
- die Halbleiterchips (2) in einem Stapel (3) übereinander angeordnet sind,- The semiconductor chips (2) in a stack (3) are arranged one above the other,
- eine Hauptabstrahlung der Vorrichtung (1) bezüglich einer Längsachse (A) des Stapels (3) lateral erfolgt, und- A main radiation of the device (1) takes place laterally with respect to a longitudinal axis (A) of the stack (3), and
- ein Abstand (D) zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips (2) in Richtung der Längsachse (A) mindestens 1 mm beträgt .- A distance (D) between two adjacent semiconductor chips (2) in the direction of the longitudinal axis (A) is at least 1 mm.
2. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der sich zwischen zwei benachbarten Halbleiterchips2. Radiation emitting device (1) according to claim 1, wherein between two adjacent semiconductor chips
(2) zumindest ein elektrischer Kontaktpunkt (4) befindet, über den die benachbarten Halbleiterchips (2) elektrisch miteinander verbunden sind.(2) at least one electrical contact point (4) is located, via which the adjacent semiconductor chips (2) are electrically connected to each other.
3. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Halbleiterchips (2) als substratlose Dünnfilmchips gestaltet sind.3. Radiation emitting device (1) according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor chips (2) are designed as substrateless thin-film chips.
4. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Halbleiterchips (2) dazu gestaltet sind, an zwei einander gegenüberliegenden Hauptseiten (20) die Strahlung zu emittieren. 4. Radiation emitting device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the semiconductor chips (2) are adapted to emit radiation on two opposite main sides (20).
5. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zylinderartig gestaltet ist .5. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, which is designed like a cylinder.
6. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Hauptabstrahlung eine rotationssymmetrische Abstrahlcharakteristik aufweist.6. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the main radiation has a rotationally symmetrical emission characteristic.
7. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mindestens fünf Halbleiterchips (2) umfasst und bei der wenigstens zwei benachbarte Halbleiterchips (2) in Richtung der Längsachse (A) deckungsgleich übereinander angeordnet sind.7. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, which comprises at least five semiconductor chips (2) and in which at least two adjacent semiconductor chips (2) in the direction of the longitudinal axis (A) are arranged congruently one above the other.
8. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich, entlang der Längsachse (A) , zwischen wenigstens zwei benachbarten Halbleiterchips (2) ein Lichtleitermaterial (5) befindet und/oder bei der die Halbleiterchips (2) in das Lichtleitermaterial (5) eingebettet sind.8. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, in which, along the longitudinal axis (A), between at least two adjacent semiconductor chips (2) is an optical fiber material (5) and / or in which the semiconductor chips (2) in the optical fiber material (5) are embedded.
9. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens zwei benachbarte Halbleiterchips (2) über ein im Wesentlichen nur in Richtung parallel zur Längsachse (A) leitfähiges, Strahlung durchlässiges Verbindungsmittel (6) elektrisch miteinander kontaktiert sind. 9. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two adjacent semiconductor chips (2) via a substantially only in the direction parallel to the longitudinal axis (A) conductive, radiation-permeable connecting means (6) are electrically contacted with each other.
10. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem ein Winkel (α) zwischen einem Normalenvektor (N) der Hauptseite (20) von wenigstens einem der Halbleiterchips (2) und der Längsachse (A) entweder weniger als 3° beträgt oder zwischen einschließlich 10° und 45° liegt.A radiation emitting device (1) according to any one of the preceding claims, wherein an angle (α) between a normal vector (N) of the main side (20) of at least one of the semiconductor chips (2) and the longitudinal axis (A) is either less than 3 ° or between 10 ° and 45 ° inclusive.
11. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die, wenigstens stellenweise, U-förmig gestaltet ist.11. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, which, at least in places, is designed U-shaped.
12. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , die mit einem Hohlzylinder (7) mit einer Symmetrieachse parallel zur Längsachse (A) gestaltet ist, in dem sich die Halbleiterchips (2) befinden, wobei eine Kühlung der Halbleiterchips (2) wenigstens teilweise über eine Gas- und/oder Flüssigkeitskonvektion erfolgt.12. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, which is designed with a hollow cylinder (7) with an axis of symmetry parallel to the longitudinal axis (A), in which the semiconductor chips (2) are, wherein a cooling of the semiconductor chips (2 ) takes place at least partially via a gas and / or liquid convection.
13. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der, in einer Richtung senkrecht zur Längsachse13. Radiation emitting device (1) according to any one of the preceding claims, wherein, in a direction perpendicular to the longitudinal axis
(A) , wenigstens zwei Halbleiterchips (2) nebeneinander angeordnet sind, wobei diese Halbleiterchips (2) in voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen Strahlung emittieren und die Hauptflächen (20) dieser Halbleiterchips (2) in Richtung der Längsachse (A) weisen.(A), at least two semiconductor chips (2) are arranged next to one another, wherein these semiconductor chips (2) emit radiation in mutually different wavelength ranges and have the main surfaces (20) of these semiconductor chips (2) in the direction of the longitudinal axis (A).
14. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - bei der die Halbleiterchips (2) in einem mit einem Glas gestalteten Hohlzylinder (7) angeordnet sind,14. Radiation emitting device (1) according to one of the preceding claims, in which the semiconductor chips (2) are arranged in a hollow cylinder (7) designed with a glass,
- die weißes Licht abstrahlt, und- the white light radiates, and
- die optische Streuelemente (8) zwischen zumindest zwei benachbarten Halbleiterchips (2) aufweist.- The optical scattering elements (8) between at least two adjacent semiconductor chips (2).
15. Strahlung emittierende Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei der an Stirnflächen (12) des Lichtleitermaterials (5) jeweils einer der Halbleiterchips (2) angebracht ist, wobei sich an den dem Lichtleitermaterial (5) abgewandten Hauptflächen (20) dieser Halbleiterchips (2) eine Wärmesenke (21) befindet. 15. Radiation emitting device (1) according to one of claims 8 to 14, wherein at end faces (12) of the optical waveguide material (5) each one of the semiconductor chips (2) is mounted, wherein at the the light guide material (5) facing away from major surfaces ( 20) of these semiconductor chips (2) is a heat sink (21).
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