(57)【要約】  本発明は、一次放射（５）の一部を変換する変換体（１０）であって、ルミネセンス変換材料を含む基体（１２）と、変換体（１０）の上面（１０ａ）における複数の構造体（１１）と、を備えており、構造体（１１）が、基体（１２）の突出部および／または基体（１２）における窪みによって形成されており、構造体（１１）が、変換体から主放射方向（Ｒ）に出射する一次放射（５）の量を減少させるように設計されている、変換体（１０）、に関する。本発明は、このような変換体を備えた発光部品にも関する。【選択図】  図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次放射（５）の一部を変換する変換体（１０）であって、
−  ルミネセンス変換材料を含む基体（１２）と、
−  前記変換体（１０）の上面（１０ａ）における複数の構造体（１１）と、
を備えており、
−  前記構造体（１１）が、前記基体（１２）の凸部および／または前記基体（１２）における凹部によって形成されており、
−  前記構造体（１１）が、前記変換体（１０）から主放射方向（Ｒ）に出射する一次放射（５）の割合を減少させるように構成されている、
変換体（１０）。
【請求項２】
前記構造体（１１）が、前記一次放射（５）の一部が前記変換体（１０）から出射することを防止するように構成されている、
請求項１に記載の変換体（１０）。
【請求項３】
前記構造体（１１）が、前記一次放射（５）が前記変換体（１０）から出射するときに、前記一次放射（５）の一部を前記主放射方向（Ｒ）に対して横方向に導くように構成されている、
請求項１または請求項２に記載の変換体（１０）。
【請求項４】
隣り合う構造体（１１）が、前記一次放射（５）の波長に対して大きい互いの間の距離（Ｐ）を有する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変換体（１０）。
【請求項５】
隣り合う構造体（１１）が、前記一次放射（５）の波長の少なくとも１０倍大きい互いの間の距離（Ｐ）を有する、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の変換体（１０）。
【請求項６】
前記複数の構造体（１１）の少なくとも大部分が、底面領域（１１ｂ）と、カバー面（１１ａ）と、前記底面領域（１１ｂ）と前記カバー面（１１ａ）を結合しており、かつ、少なくとも部分的に前記変換体（１０）の主延在面に対する角度（β）を含む少なくとも１つの側面（１１ｃ）と、を有し、
−  前記底面領域（１１ｂ）が延在長さ（Ｂ）を有し、前記延在長さ（Ｂ）が、隣り合う構造体（１１）の間の前記距離（Ｐ）の少なくとも８０％に一致しており、
−  前記カバー面（１１ａ）が延在長さ（Ｄ）を有し、前記延在長さ（Ｄ）が、前記底面領域（１１ｂ）の前記延在長さ（Ｂ）の３０％以下であり、
−  前記側面（１１ｃ）と、前記変換体（１０）の前記主延在面との間の前記角度（β）が、少なくとも６０゜、最大で８０゜の間である、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変換体（１０）。
【請求項７】
前記複数の構造体（１１）の少なくとも大部分が、次の幾何学体、すなわち、角錐台、円錐台、逆角錐台、逆円錐台、の１つによって形成されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の変換体（１０）。
【請求項８】
発光装置であって、
−  動作時に一次放射（５）を放出する放射放出半導体チップ（２）と、
−  前記一次放射（５）の一部を二次放射（６）に変換する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の変換体（１０）と、
を備えており、
−  前記変換体（１０）が前記半導体チップ（２）の上面（２ａ）に配置されており、
−  動作時に一次放射（５）および二次放射（６）からの混合放射（７）が放出される、
発光装置。
【請求項９】
前記混合放射（７）が白色光である、
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記半導体チップ（２）および前記変換体（１０）を横方向に囲んでいる包囲体（３）であって、前記包囲体（３）が、前記一次放射（５）および前記二次放射（６）に対して反射するように設計されており、かつ部分的に前記半導体チップ（２）および前記変換体（１０）に直接接触している、前記包囲体（３）、
を備えている、請求項８または請求項９に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一次放射の一部を変換する変換体および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、変換体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１０２０１３１０６７９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決すべき１つの課題は、特に一様な混合光を生成することのできる変換体を開示することである。解決すべき別の課題は、特に一様に光を放出する発光装置を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
変換体を開示する。本変換体は、一次放射の一部を変換するように設計されている。すなわち本変換体に入射する一次放射が、変換体によって一部が二次放射に変換される。この場合、二次放射は、一次放射の波長より大きい波長を有する。すなわち本変換体は、いわゆる「ダウンコンバージョン」用に特に設計されている。この場合、本変換体は、動作時に一次放射および二次放射を放出し、これらの一次放射および二次放射は、放出される光の波長と比較して大きい距離だけ本変換体から十分に離れた遠視野（far field）において混ざり、混合放射を形成する。遠視野とは、例えば、変換体から１０ｍｍ以上離れた距離から始まる。
【０００６】
少なくとも一実施形態によれば、本変換体は、基体を備えている。基体は、ルミネセンス変換材料を含む。基体は、１種類または複数種類のルミネセンス変換材料を含む、あるいは１種類または複数種類のルミネセンス変換材料からなることができる。特に、基体が、セラミックルミネセンス変換材料または半導体ルミネセンス変換材料からなることが可能である。半導体ルミネセンス変換材料の場合、変換体をエピタキシャルに成長させることが可能である。さらには、基体が、少なくとも１種類のルミネセンス変換材料の粒子が組み込まれたマトリックス材料（シリコーンやエポキシ樹脂などのプラスチック材料など）を含むことが可能である。この場合、ルミネセンス変換材料は、例えば、セラミックルミネセンス変換材料、有機ルミネセンス変換材料、半導体材料、またはいわゆる量子ドット変換体（ＱＤ：量子ドット（quantum dot））とすることができる。
【０００７】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、変換体は、変換体の上面における複数の構造体を備えている。これらの構造体は、例えば、基体のカバー面に配置されている。カバー面とは、例えば、基体の主面である。すなわち本変換体は、その上面において平坦ではなく、かつ製造公差の範囲内で滑らかではなく、本変換体の上面に複数の構造体が配置されている。構造体は、例えば、少なくとも１種類の写真技術によって変換体を構造化することによって作成することができる。さらには、相応な形状を有する金型によって構造体を作成することが可能であり、例えば金型によって変換体を射出成形する、または射出押出する。スタンプを使用して構造体を作成することもできる。
【０００８】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、構造体は、基体の凸部および／または基体における凹部によって形成されている。すなわち例えば、基体は変換体の上面における複数の凸部を有し、これらの凸部は基体の材料によって形成されている。凸部は、例えば基体における隆起部を含むことができる。
【０００９】
凸部は、基体の上面において、例えば変換体の使用時に変換体を囲む物質に隣接していることができる。この物質は、例えば空気またはポッティング材料とすることができる。変換体は、その上面において、特に、変換体より小さい屈折率を有する物質に隣接している。
【００１０】
これに代えて、またはこれに加えて、基体が、変換体の上面において基体の中に延びる凹部を有することが可能である。凹部の領域には基体の材料が存在しない。例えば、凹部の領域では基体の材料が除去されている。凹部は、変換体の周囲の物質によって満たすことができる。この周囲の物質は、例えば空気またはポッティング材料とすることができる。この場合、凹部は、変換体より小さい屈折率を有する物質によって満たされる。
【００１１】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、構造体は、変換体から主放射方向に出射する一次放射の割合を減少させるように設計されている。すなわち一次放射は、例えば上面とは反対側の底面において変換体に入射する。一次放射の一部は、変換されることなく変換体を通過し、変換体の上面において変換体から出射することができる。変換体からの主放射方向とは、例えば、変換体の主延在面および／または変換体の基体の主延在面に垂直な方向である。
【００１２】
構造体は、それらの形状、および／または、それらのサイズ、および／または、変換体の上面におけるそれらの分布に関して、変換体から主放射方向に出射する一次放射の割合が構造体によって減少するように設計されている。言い換えれば、これらの構造体が存在しない場合、または、別の構造体が存在する場合には、これらの構造体が存在する場合よりも大きな割合の一次放射が変換体から主放射方向に出射する。
【００１３】
構造体は、特に、一次放射の出射確率、または、変換体において生成される二次放射の出射確率を高めるようには設計されていない。そうではなく、一次放射の出射確率および二次放射の出射確率は実質的に同じままであり、すなわち出射確率は、構造体によって最大で±１０％、特に、最大で±５％変化する。
【００１４】
構造体は、特に、変換体の上面における基体のランダムな粗面化部ではなく、互いの間の均一な距離を有する、および／または、製造公差の範囲内で同じ形状を有する、および／または、製造公差の範囲内で同じサイズを有する、および／または、製造公差の範囲内で規則的な格子の格子点に配置されている、構造体、であることが好ましい。「製造公差の範囲内で」とは、特に、サイズが目標値から最大でもわずかに逸脱しており、この場合に逸脱量は明確に調整されるのではなく、製造における予測不能な誤差として許容されることを意味する。
【００１５】
少なくとも一実施形態によれば、変換体であって、
−  ルミネセンス変換材料を含む基体と、
−  変換体の上面における複数の構造体と、
を備えており、
−  構造体が、基体の凸部および／または基体における凹部によって形成されており、
−  構造体が、変換体から主放射方向に出射する一次放射の割合を減少させるように構成されている、
変換体、を開示する。
【００１６】
特に、構造体は、基体とは異なる材料によって形成されている構造体ではなく、構造体は、基体において構造化されている、または、基体の材料から形成されている。言い換えれば、本変換体は、構造化された基体からなり、構造化部を形成するために成膜されるさらなる層を有さない。
【００１７】
本明細書に記載されている変換体は、特に以下の考察に基づいている。一次放射を変換するための（例えば青色光を変換するように設計されている）変換体は、一次放射と混ざって例えば白色の混合放射になる二次放射を生成することができる。通常発生する問題点として、混合放射は、視聴角度に依存して色が著しく変動する。したがって、例えば、主放射方向（遠視野における視聴角度が０゜）における混合放射は、高い割合の一次放射（例えば高い割合の青色光）を有することがある。横方向には（すなわち例えば遠視野における視聴角度が９０゜）、二次放射（例えば黄色光）の割合が優勢であることがある。全体として、この方法では、視聴角度に依存する一様ではない放射が達成される。
【００１８】
本明細書に記載されている変換体は、特に次の発想に基づいており、すなわち、変換体から主放射方向に出射する一次放射の割合が減少すると、遠視野における色印象が一様になり、なぜなら、例えば、視聴角度０゜において青色光の割合を減少させることができるためである。
【００１９】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、構造体は、一次放射の一部が変換体から出射することを防止するように設計されている。すなわち構造体によって、構造体が存在しない場合よりも少ない一次放射が変換体から出射する。例えば、変換体から主放射方向に出射するはずの一次放射が、特に、構造体において何度か反射され、したがって、その一次放射が変換体の基体に戻される。この場合、この一次放射は、例えば、一部が二次放射に変換される、または、その一次放射は、底面とは反対側の上面において変換体から出射する。
【００２０】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、構造体は、一次放射が変換体から出射するときに、一次放射の一部を主放射方向に対して横方向に導くように設計されている。すなわち、主放射方向に対して横方向に変換体から出射する一次放射の割合を、構造体が存在しない場合よりも、構造体によって大きくすることができる。このようにすることで、視聴角度が０゜に等しくない遠視野において、構造体によって一次放射の割合を高めることが可能である。
【００２１】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、隣り合う構造体は、互いの間の距離を有する。例えば構造体は、製造公差の範囲内で、規則的な格子（例えば長方形格子または三角格子）の角部に配置されている。構造体それぞれは隣接する構造体を有する。この場合、隣り合う構造体の互いの間の距離は、平均距離とすることができ、変換体の隣り合う構造体の間の実際の距離は、平均距離から例えば最大で±１０％、特に、最大で±５％変動する。
【００２２】
隣り合う構造体の間の距離は、例えば、変換体および／または基体の主延在面に平行に延びる平面において測定される、構造体の幾何学的重心の間の距離である。この場合、この距離は、例えば、変換体の上面に構造体が配置されるピッチである。
【００２３】
構造体の間の距離は、一次放射の波長と比較して大きいことが好ましい。例えば、一次放射は、相対的な極大値または全体的な極大値が位置するピーク波長を有する。距離は、このピーク波長と比較して著しく大きい。具体的には、隣り合う構造体の間の距離を、一次放射の波長の少なくとも１０倍、特に、少なくとも２０倍、または、少なくとも４０倍の長さとする、特に、一次放射のピーク波長の少なくとも１０倍、特に、少なくとも２０倍、または、少なくとも４０倍の長さとすることが可能である。一次放射が例えば青色光の場合、距離は１５μｍ〜２５μｍの範囲内、特に、２０μｍとすることができる。
【００２４】
構造体は、一次放射および二次放射が幾何光学の法則に従って構造体において反射および屈折されるような大きさに形成されていることが好ましい。
【００２５】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、複数の構造体の少なくとも大部分は、底面領域と、カバー面と、底面領域とカバー面を結合しており、かつ、変換体および／または基体の主延在面に対して角度をなしている少なくとも１つの側面と、を有する。「複数の構造体の少なくとも大部分」とは、この場合および以下においては、構造体の少なくとも５０％、特に、構造体の少なくとも７５％、好ましくはすべての構造体が、製造公差の範囲内で所望の特性を有することを意味する。
【００２６】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、複数の構造体の少なくとも大部分において、底面領域が、隣り合う構造体の間の距離の少なくとも８０％に一致する延在長さを有する。この場合、延在長さは、例えば底面領域の辺長、特に、最大の辺長、または、底面領域の直径である。底面領域の延在長さは、隣り合う構造体の間の距離に一致することもできる。すなわち、この場合、変換体の上面における構造体は直接隣接しており、したがって構造体の間に、基体の構造化されていない領域が存在しない。
【００２７】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、複数の構造体の少なくとも大部分において、カバー面が、底面領域の延在長さの最大で３０％に一致する延在長さを有する。カバー面の延在長さは、例えば、カバー面の辺長、特に、最大の辺長、または、カバー面の直径とすることができる。カバー面の延在長さは、底面領域の延在長さより小さい。特に、構造体は、カバー面より大きい含有領域を有する底面領域を有し、すなわち、構造体が凸部である場合、これらの凸部は例えば主放射方向に次第に細くなる。構造体が凹部である場合、構造体は主放射方向に広くなる。
【００２８】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、複数の構造体の少なくとも大部分において、側面と、変換体および／または基体の主延在面との間の角度は、少なくとも部分的に、少なくとも６０゜、最大で８０゜の範囲内である。側面は、製造公差の範囲内で平面に沿って延びていることが好ましく、したがって、側面と、変換体および／または基体の主延在面との間の角度は、側面全体に沿って製造公差の範囲内で一定であり、少なくとも６０゜、最大で８０゜の範囲内である。
【００２９】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、複数の構造体の少なくとも大部分において、底面領域が、隣り合う構造体の間の距離の少なくとも８０％に一致する延在長さを有し、カバー面が、底面領域の延在長さの最大で３０％に一致する延在長さを有し、側面と変換体の主延在面との間の角度が、少なくとも６０゜、最大で８０゜の範囲内である。カバー面は、底面領域より小さい含有領域を有する。このような構造によって、特に、変換体から主放射方向に出射する一次放射の割合を減少させることが可能である。
【００３０】
本変換体の少なくとも一実施形態によれば、複数の構造体の少なくとも大部分は、次の幾何学体、すなわち、角錐台、円錐台、逆角錐台、逆円錐台、の１つによって形成されている。言い換えれば、構造体は、製造公差の範囲内で、上に挙げた幾何学体の１つによって近似することができる。幾何学体は、任意の底面領域を有することもできる。すなわち、例えば、角錐台の底面領域をｎ角形（ｎ＞２）とすることができる。さらには、構造体を、変換体の平面視において、互いに対して回転した状態に配置することができる。このことは、構造体が一様に同じ向きには配置されないことを意味する。
【００３１】
これに加えて、発光装置を開示する。本発光装置は、例えば、発光ダイオードとすることができる。本発光装置は、特に、本明細書に記載されている変換体を含むことができ、すなわち、本変換体に関して開示されているすべての特徴は、本発光装置に関しても開示され、逆も同様である。
【００３２】
少なくとも一実施形態によれば、本発光装置は、動作時に一次放射を放出する放射放出半導体チップを備えている。放射放出半導体チップは、例えば、発光ダイオードチップまたはレーザダイオードチップである。特に、放射放出半導体チップが、出射する一次放射の大部分を半導体チップの上面におけるカバー面を通じて放出するいわゆる面発光体であることが可能である。さらに、放射放出半導体チップは、出射する一次放射の大部分が半導体チップの上面におけるカバー面を通じて放出されるように側面に反射性材料を付着させた、いわゆる体積発光体とすることができる。
【００３３】
本発光装置の少なくとも一実施形態によれば、発光装置は、一次放射の一部を二次放射に変換する、本明細書に記載されている変換体、を備えている。
【００３４】
本発光装置の少なくとも一実施形態によれば、変換体は、半導体チップの上面に配置されている。すなわち、変換体は、例えば半導体チップの上面において、その上に直接形成されている。また、変換体が結合手段（例：接着剤）によって半導体チップの上面に取り付けられていることも可能である。半導体チップの動作時、半導体チップの上面における変換体に一次放射が入射する。上面とは反対側の変換体の底面は半導体チップに面しており、したがって、一次放射は変換体の底面から入射する。本発光装置からの光の放出は、主として、半導体チップとは反対側の変換体の上面において行われることが好ましい。
【００３５】
本発光装置の少なくとも一実施形態によれば、本装置は、動作時に一次放射と二次放射の混合放射を放出する。すなわち、少なくとも遠視野においては、一次放射と二次放射が混ざって混合放射になる。本明細書に記載されている変換体によって、視聴角度の関数としての混合放射の色の一様性を、本明細書に記載されている変換体が存在しない発光装置と比較して改善することが可能であり、すなわち、より一様である。
【００３６】
本発光装置の少なくとも一実施形態によれば、発光装置であって、
−  動作時に一次放射を放出する放射放出半導体チップと、
−  一次放射の一部を二次放射に変換する変換体と、
を備えており、
−  変換体が半導体チップの上面に配置されており、
−  動作時に一次放射および二次放射からの混合放射が放出される、
発光装置、を開示する。
【００３７】
本発光装置の少なくとも一実施形態によれば、混合放射は白色光である。例えば、混合放射は、暖白色光または冷白色光とすることができる。
【００３８】
本明細書に記載されている発光装置の場合、変換体は、主放射方向における一次放射の放出がわずかに減少するように、その上面において特定の寸法に構造化されている。主放射方向における一次放射の割合は、特に、本明細書に記載されている変換体によってもたらすことのできる２つの効果によって達成することができる。
【００３９】
１つの効果として、構造体の側面および構造体のカバー面における一次放射の反射によって、一次放射を逆方向に変換体内に導くことができる。
【００４０】
もう１つの効果として、構造体の側面における一次放射の反射と、構造体の側面におけるフレネル反射と、構造体の側面において出射する一次放射の屈折とによって、主放射方向を横切る横方向の放出を増大させることができる。この結果として、遠視野における視聴角度に関して混合放射の色の一様性が高まる発光装置が得られる。このようにすることで、例えば主放射方向においては、混合光は、もはや青色には見えずに白色に見え、大きな視聴角度においては、混合光は、例えば、もはや黄色には見えずに白色に見える。
【００４１】
本発光装置の少なくとも一実施形態によれば、発光装置は、半導体チップおよび変換体を横方向に囲んでいる包囲体を備えており、この包囲体は、一次放射および二次放射に対して反射性であり、かつ、部分的に半導体チップおよび変換体に直接接触した状態に配置されている。包囲体は、例えば、放射に対して散乱性の粒子および／または放射に対して反射性の粒子によって満たされた、シリコーンまたはエポキシ樹脂などのプラスチック材料である。例えば、プラスチック材料は二酸化チタン粒子によって満たされている。この粒子は、包囲体に白色の色印象を与えることができる。包囲体に入射する一次放射、または、包囲体に入射する二次放射は、包囲体において逆向きに、例えば半導体チップ内または変換体内に反射され、したがって、最終的には、例えば変換体の上面においてのみ光が出射する。さらには、包囲体が半導体チップの側面および変換体の側面を完全に覆っており、製造公差の範囲内で例えば変換体の上面において包囲体が変換体と同じ高さにある、または、横方向に変換体を超えて突き出していることが可能である。
【００４２】
以下では、ここまでに記載した変換体と、ここまでに記載した発光装置について、例示的な実施形態および対応する図面に基づいてさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】本明細書に記載されている変換体の例示的な実施形態についての概略断面図である。
【図１Ｂ】本明細書に記載されている変換体の例示的な実施形態についての概略断面図である。
【図２Ａ】本明細書に記載されている変換体の例示的な実施形態についての概略断面図である。
【図２Ｂ】本明細書に記載されている変換体の例示的な実施形態についての概略断面図である。
【図３】本明細書に記載されている発光装置の例示的な実施形態についての図である。
【図４Ａ】本明細書に記載されている変換体の動作の形態についての概略断面図である。
【図４Ｂ】本明細書に記載されている変換体の動作の形態についての概略断面図である。
【図５Ａ】本明細書に記載されている発光装置における、本明細書に記載されている変換体の効果について説明するためのグラフである。
【図５Ｂ】本明細書に記載されている発光装置における、本明細書に記載されている変換体の効果について説明するためのグラフである。
【図５Ｃ】本明細書に記載されている発光装置における、本明細書に記載されている変換体の効果について説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図面において、同じ要素、類似する要素、または同じ機能の要素には、同じ参照数字を付してある。図面と、図面に示した要素の互いの比率は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、図を見やすくする、または深く理解できるようにする目的で、個々の要素を誇張した大きさで示してあることがある。
【００４５】
図１Ａおよび図１Ｂの概略平面図は、本明細書に記載されている変換体の例示的な実施形態を示している。変換体１０は、一次放射５の一部を変換する目的で設けられている。一次放射は、変換体１０において一部が二次放射６に変換される。これらの電磁放射５，６は、変換体１０から、その上面において主放射方向Ｒ（変換体１０の主延在面に垂直に延びる）に出射する。
【００４６】
変換体１０は、ルミネセンス変換材料を含む、または、ルミネセンス変換材料からなる基体１２を備えている。例えば、基体１２においては、シリコーンによって形成することのできるマトリックス内にルミネセンス変換材料（例えばルミネセンス変換材料の粒子）が導入されている。さらには、変換要素１０を、例えばセラミックルミネセンス変換材料または半導体ルミネセンス変換材料からなる変換要素とすることが可能である。
【００４７】
本変換体は、変換体の上面１０ａにおける複数の構造体１１を備えており、これらの構造体は、図１Ａの例示的な実施形態においては基体１２の凸部によって形成されている。図１Ｂの実施形態では、構造体は、基体１２における凹部によって形成されている。
【００４８】
構造体１１は、変換体１０から主放射方向Ｒに出射する一次放射５の割合を減少させるように設計されている。
【００４９】
構造体は、例えば、製造公差の範囲内で次の幾何学体、すなわち、角錐台、円錐台、逆角錐台、逆円錐台、の１つによって形成されている構造体とすることができる。
【００５０】
図１Ａおよび図１Ｂに示した変換体の場合、構造体１１は、それらの形状、それらのサイズ、およびそれらの配置に関して一様に形成されており、すなわち構造体１１は、例えば、規則的な格子の格子点に配置されており、製造公差の範囲内で同じサイズおよび同じ形状を有する。
【００５１】
構造体１１の好ましい寸法について、図２Ａおよび図２Ｂの概略平面図に関連してさらに詳しく説明する。図２Ａの実施形態においては、構造体１１は、角錐台によって形成されている。構造体１１は、カバー面１１ａと、底面領域１１ｂと、カバー面１１ａを底面領域１１ｂに結合している側面１１ｃと、を有する。
【００５２】
構造体１１は、それらの底面領域１１ｂにおいて延在長さＢを有し、延在長さＢは、例えば構造体１１の底面領域の直径である。カバー面１１ａは延在長さＤを有し、延在長さＤは、例えばカバー面１１ａの直径である。各構造体の底面領域１１ｂは、各構造体のカバー面１１ａより大きい。
【００５３】
側面１１ｃは、変換体１０の主延在面に対して横方向に延びており、主延在面に対して角度βをなしている。底面領域１１ｂおよびカバー面１１ａは、製造公差の範囲内で、変換体１０の主延在面に平行に延びている。
【００５４】
隣り合う構造体１１は、互いの間の距離Ｐを有し、距離Ｐは、例えば、変換体１０の主延在面に平行な平面内における、隣り合う構造体１１の幾何学的重心の距離である。
【００５５】
本明細書に記載されている変換体１０においては、構造体１１は以下の寸法を有することが好ましい。
６０゜≦β≦８０゜
０．８Ｐ≦Ｂ≦Ｐ
０＜Ｄ≦０．３Ｂ
【００５６】
図２Ｂに示した、凹部として形成されている構造体１１にも、同じ寸法があてはまる。
【００５７】
隣り合う構造体の間の距離Ｐは、一次放射５の波長と比較して大きいことが好ましく、例えば２０μｍとすることができる。
【００５８】
本明細書に記載されている発光装置の実施形態について、図３の概略断面図に関連してさらに詳しく説明する。本発光装置は、例えばキャリア１を備えており、キャリア１は、例えば、自身の上面に配置される放射放出半導体チップ２を電気的に接続するように設計されている接続キャリアである。
【００５９】
放射放出半導体チップ２は、例えば面発光型の発光ダイオードチップによって形成されている。半導体チップ２の上面２ａに、本明細書に記載されている変換体１０が配置されており、変換体１０は、基体１２と、基体１２の中および／または基体１２の外に構造化されている構造体１１と、を有する。
【００６０】
半導体チップ２と変換体１０の間には、半導体チップと変換体１０を機械的かつ光学的に結合する結合手段４を配置することができる。結合手段４は、例えば接着剤である。
【００６１】
半導体チップ２および変換体１０の周囲に横方向に包囲体３が配置されており、包囲体３は、例えば白色かつ反射性に形成することができる。
【００６２】
本明細書に記載されている変換体の機能について、図４Ａおよび図４Ｂの概略断面図に関連してさらに詳しく説明する。この場合、基体１２からの凸部として形成されている構造体１１に基づいて、動作の形態を説明する。
【００６３】
本明細書に記載されている変換体１０は、主放射方向Ｒにおける一次放射５の放射が減少することを特徴とする。この場合、このことは２つの異なる方法において達成される。変換体の動作の形態について、凸部として設計されている構造体１１によって説明するが、例えば図１Ｂおよび図２Ｂにおいて説明されている構造体（基体１２における凹部として形成されている）によっても、対応する効果が達成される。
【００６４】
図４Ａは、一次放射５が構造体１１の第１の側面１１ｃにおいて反射されて（例えば全反射されて）カバー面１１ａに当たり、カバー面１１ａにおいて、構造体１１の第２の側面１１ｃの方向における反射がもう一度起こり、第２の側面１１ｃから一次放射５が逆方向に変換体１０の中に反射されることを概略的に示している。すなわち、主放射方向Ｒにおいて構造体１１に入射した一次放射は、複数回反射される。これにより、上面１０ａにおいて変換体１０から主放射方向Ｒに出射する一次放射の割合が減少する。一次放射５の一部は、カバー面１１ａまたは側面１１ｃにおいて、屈折された一次放射５として横に向かって出射することができる（図示していない）。
【００６５】
主放射方向Ｒの方向に構造体１１に進入する、このような一次放射５は、例えば第１の側面１１ｃにおいて反射されうる（図４Ｂを参照）。次に一次放射５は、例えば第２の側面１１ｃに当たり、ここで一部が屈折されて横方向に取り出される。しかしながら、一次放射が側面１１ｃに当たる角度が大きいことと、変換体１０とその周囲との屈折率の差が大きいことによって、一次放射５の一部がフレネル反射され、反射された一次放射５’として横に取り出される。さらに、このようにすることで、主放射方向Ｒに放出される一次放射５の割合が減少する一方で、主放射方向Ｒに対して横方向に放出される一次放射の割合が増大する。
【００６６】
本明細書に記載されている発光装置における、本明細書に記載されている変換体１０の効果について、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃのグラフに基づいて説明する。以下では、変換体１０が２００μｍの平均厚さを有し、二酸化チタン粒子を有する反射性のポッティングが、チップ２および変換体１０の周囲の包囲体３を形成しているものと想定する。構造化部は、互いから２０μｍの距離Ｐに配置されている角錐台である。
【００６７】
以下では、参照数字２１，２２，２３，２４，２５を付した曲線を説明する。
【００６８】
曲線２１は、構造体１１が凸部として形成されている場合の測定に関連する。角度βは７２゜であるように選択されており、底面領域１１ｂの延在長さＢが１９μｍであり、カバー面１１ａの延在長さＤが１．９μｍである。
【００６９】
曲線２２は、構造体が、７０゜の角度βを有する凹部として形成されている変換体１０の場合の測定に関連する。凹部のＢは１７μｍであり、Ｄは１．７μｍである。
【００７０】
曲線２３，２４，２５は、構造化された変換体が存在しない発光装置に関連し、これらの曲線は比較のために使用する。
【００７１】
最初に、図５Ａのグラフには、１に正規化された強度Ｉを、遠視野における視聴角度α（「遠視野角度」）の関数として示してある。
【００７２】
放射特性（すなわちαに依存する強度）が構造体１１によってほとんど影響されないことがわかる。特に、曲線２２（凹部の場合の測定を示している）のケースでは、従来の発光装置との違いを認識できない。このことは、本明細書に記載されている変換体を、放射特性に影響を与えることなく従来の変換体に置き換えることができることを意味し、これにより、本明細書に記載されている変換体を、例えば下流の光学素子を適合させる必要なしに既存の製品において使用することができる。
【００７３】
図５Ｂは、αの関数として考えたときの、発光装置によって放出される光の色度座標測定のＣＩＥ−ｘｙ色空間におけるＣｘ成分を示しており、図５Ｃは、ＣＩＥ−ｘｙ色空間におけるＣｙ成分を示している。図５Ｂおよび図５Ｃのグラフから理解できるように、本明細書に記載されている変換体を有する発光装置における色度座標の変動（曲線２１，２２を参照）は、従来の変換体を有する従来の発光装置と比較して、著しく減少している。Ｃｘ成分の変動は０．０２未満であり、Ｃｙ成分の変動は０．０３未満である。
【００７４】
ここまで、本発明についてその実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。むしろ本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せ（特に特許請求項における特徴の任意の組合せを含む）を包含しており、これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が特許請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【００７５】
本願は、独国特許出願第１０２０１６１０５９８８．９号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照により本明細書に組み込まれている。
【符号の説明】
【００７６】
１  キャリア
２  半導体チップ
２ａ  上面
３  包囲体
４  結合手段
５  一次放射
５’  反射された一次放射
６  二次放射
１０  変換体
１０ａ  上面
１１  構造体
１１ａ  カバー面
１１ｂ  底面領域
１１ｃ  側面
β  角度
Ｐ  距離
Ｂ  底面領域における延在長さ
Ｄ  カバー面における延在長さ
Ｒ  主放射方向
２１  曲線（凸部の場合の測定）
２２  曲線（凹部の場合の測定）
２３  曲線（比較用の第１の測定）
２４  曲線（比較用の第２の測定）
２５  曲線（比較用の第３の測定）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【国際調査報告】
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