(57)【要約】本発明は、活性層（１ａ）を有する半導体チップ（１）を備えた半導体部品に関し、活性層（１ａ）は、放射を生成するのに適しており、かつ青色波長域の放射を放出するのに適している。放出方向において半導体チップ（１）の下流に、Ｃｅドーピングを備えた第１の変換体（３ａ）が配置されている。さらに、放出方向において半導体チップ（１）の下流に、１．５％の最小限のＣｅドーピングを備えた第２の変換体（３ｂ）が配置されている。さらに、本発明は、複数のこのような部品を有するモジュールに関する。
2014531760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ（１）を備えたオプトエレクトロニクス半導体部品であって、
−  前記半導体チップ（１）が、放射を生成するのに適しており、かつ青色波長域の放射を放出するのに適している活性層（１ａ）を有し、
−  放出方向において前記半導体チップ（１）の下流に、Ｃｅドーピングを備えた第１の変換体（３ａ）が配置されており、
−  放出方向において前記半導体チップ（１）の下流に、最大で１．５％のＣｅドーピングを備えた第２の変換体（３ｂ）が配置されており、
−  前記第１の変換体（３ａ）が、前記第２の変換体（３ｂ）よりも高いＣｅドーピングを有する、
オプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項２】
前記第１の変換体（３ａ）が、動作時に前記第１の変換体（３ａ）によって放出される電磁放射の主波長として、５６５ｎｍ〜５７５ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有し、
前記第２の変換体（３ｂ）が、動作時に前記第２の変換体（３ｂ）によって放出される電磁放射の主波長として、５５０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有する、
請求項１に記載の半導体部品。
【請求項３】
前記第１の変換体（３ａ）が、少なくとも２．５％のＣｅドーピングを備えている、
請求項１または請求項２に記載の半導体部品。
【請求項４】
前記第１の変換体（３ａ）が、前記半導体チップ（１）によって放出される放射の少なくとも一部分を、黄色波長域の放射もしくは黄橙色波長域の放射またはその両方に変換する、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項５】
前記第２の変換体（３ｂ）が、前記半導体チップ（１）によって放出される放射の少なくとも一部分を、緑色波長域の放射に変換する、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項６】
前記第１の変換体（３ａ）がＹＡＧ変換体またはＴＡＧ変換体であり、前記第２の変換体（３ｂ）がＹＡＧ変換体である、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項７】
前記第１の変換体（３ａ）が、５６５ｎｍ〜５７５ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有する、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項８】
前記第１の変換体（３ａ）の前記主波長が、色位置を補正するのに適している、
請求項７に記載の半導体部品。
【請求項９】
前記第２の変換体（３ｂ）が、５５０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有する、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１０】
前記第２の変換体（３ｂ）の前記主波長が、人の目の感度に適合化されている、
請求項９に記載の半導体部品。
【請求項１１】
前記第１の変換体（３ａ）もしくは前記第２の変換体（３ｂ）またはその両方が、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の変換体である、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１２】
前記第１の変換体（３ａ）もしくは前記第２の変換体（３ｂ）またはその両方が、変換体薄層として具体化されている、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１３】
前記第１の変換体（３ａ）と前記第２の変換体（３ｂ）が、共通の変換体混合物を形成している、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の複数の半導体部品を備えているモジュール。
【請求項１５】
請求項１３に記載のモジュールの、バックライトとしての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ、第１の変換体、および第２の変換体を備えたオプトエレクトロニクス部品に関する。さらに、本発明は、複数のこのような半導体部品を備えたモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、オプトエレクトロニクス部品が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願第２００８／０１８７７４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、バックライトに適しており、最大の明るさと、それと同時に増大した色域とを有し、要求される製造コストが低い、オプトエレクトロニクス半導体部品を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本オプトエレクトロニクス半導体部品の少なくとも一実施形態によると、オプトエレクトロニクス半導体部品は半導体チップを備えており、半導体チップは、放射を生成するのに適しており、かつ青色波長域の放射を放出するのに適している活性層を有する。一例として、半導体チップは、レーザダイオードチップまたは発光ダイオードチップである。
【０００６】
放出方向において半導体チップの下流に、Ｃｅドーピングを備えた第１の変換体が配置されており、放出方向において半導体チップの下流に、最大で１．５％のＣｅドーピングを備えた第２の変換体が配置されており、第１の変換体は、第２の変換体よりも高いＣｅドーピングを有する。
【０００７】
各変換体は蛍光体を備えており、蛍光体は例えばマトリックス材料に埋め込むことができる。しかしながら、蛍光体を固体層として存在させることもできる。この場合、対応する変換体は蛍光体からなる。さらには、蛍光体がマトリックス材料の中に分散した粒子の形で存在していることも可能である。蛍光体は、Ｃｅによるドーピングを備えている。マトリックス材料は、例えば、ガラス、セラミック材料、またはプラスチック材料（例えばシリコーン）とすることができる。
【０００８】
より低濃度のＣｅドーピングを有する第２の変換体によって、半導体部品によって放出される発光スペクトルを、人の目の感度に最適化することができ、これは有利である。この場合、第２の変換体の吸収スペクトルは、Ｃｅドーピングが低濃度である結果としてわずかに変化するのみである。高いＣｅドーピングを有する第１の変換体によって、放出される放射の色域または色位置を最適化することができ、これは有利である。第１の変換体と第２の変換体とを組み合わせることによって、特に、全体として大きな色空間をカバーすることが可能となり、同時に、発光スペクトルが目の感度および適切な色位置に最適化される。したがって全体として、変換体の吸収特性が異なる結果として損失が生じることなく、最大の明るさを達成することができる。さらに、異なるプロダクトアイデンティカル（product-identical）半導体チップの異なる励起波長における再調整の必要がなく、これは有利であり、その結果として、製造コストが低減し、これは有利である。
【０００９】
「色位置」とは、本明細書においては、特に、半導体チップまたは半導体部品の放出される光の色をＣＩＥ色空間において記述する数値を意味するものと理解されたい。
【００１０】
「ＣＩＥ色空間」は、特に、ＣＩＥ標準表色系（ＣＩＥ１９３１としても知られている）である。ＣＩＥ標準表色系は、ＣＩＥ標準色度図において表すことのできる、標準の観察者に関連する測定値に基づく。ＣＩＥ標準色度図には、可能な色の領域が座標系にプロットされており、この座標系において、任意の色のＸ成分およびＹ成分を直接的に読み取ることができる。
【００１１】
少なくとも一実施形態によると、第１の変換体は、５６５ｎｍ〜５７５ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有し、第２の変換体は、５５０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有する。この場合、主波長の選択は、第１の変換体が色位置を補正する目的で選択され、第２の変換体が人の目の感度への適合化を目的として選択されるように、行われることが有利である。この場合、第２の変換体は、大きな色空間をカバーし、目の感度に最適化された主波長において放出する。これに対して、第１の変換体は、色位置を補正する目的にのみ使用され、したがって、本半導体部品は、バックライト目的に適している。この場合、本半導体部品は、特に、ＬＣＤパネルをバックライトするのに適している。この点において、吸収効果が異なる結果として損失が生じることなく、かつ異なる励起波長における再調整のために製造コストの増大が必要となることなしに、全体として最大の明るさを達成することができる。
【００１２】
少なくとも一実施形態によると、本オプトエレクトロニクス半導体部品は、放射を生成するのに適しており、かつ青色波長域の放射を放出するのに適している活性層を有する半導体チップを備えている。放出方向において半導体チップの下流に、少なくとも２．５％、特に、少なくとも３％、好ましくは少なくとも４％のＣｅドーピングを備えた第１の変換体が配置されている。さらに、放出方向において半導体チップの下流に、最大で１．５％、特に、最大で１％のＣｅドーピングを備えた第２の変換体が配置されている。
【００１３】
第１の変換体と第２の変換体は、同じかまたはほぼ同じ吸収スペクトルを有することが好ましい。結果として、異なる発光スペクトルを有する多数の異なるプロダクトアイデンティカル半導体チップにおいて、必ずしも適合化が要求されることなしに、第１の変換体と第２の変換体を備えた既存の変換体混合物を使用することが可能であり、この場合、変換体混合物は、明るさ、色空間、および色域について同時に最適化されていることが有利である。さらに、大きさが変化しない色空間とともに、目の感度において増大した明るさを生成することが可能である。
【００１４】
半導体チップの個々の放出されたスペクトルと変換体の変換されたスペクトルとの重ね合わせから構成されている、部品の発光スペクトルが達成されることが好ましく、この発光スペクトルは、従来のＬＣＤフィルタシステムに調整されていることが有利である。これにより、例えば画面をバックライトするための最大の明るさおよび増大した色域が可能である。
【００１５】
第１の変換体および第２の変換体は、放出方向において半導体チップの下流に配置されている。この場合、一例として、第１の変換体を半導体チップの放射取り出し領域に直接貼り付けることができ、第１の変換体の上に第２の変換体が直接貼り付けられる。したがって、この場合、第１の変換体は半導体チップと第２の変換体との間に配置される。同様に、第２の変換体を半導体チップと第１の変換体との間に配置することができる。これに代えて、第１の変換体と第２の変換体を、半導体チップの放射取り出し領域の上に互いに並べて配置することができる。この場合、半導体チップによって放出される放射は、第１の変換体または第２の変換体のいずれかを通過する。さらなる代替形態として、第１の変換体と第２の変換体を互いに混合して互いに統合することができ、したがって、第１の変換体と第２の変換体は個別の層として具体化されない。
【００１６】
本半導体部品は、電気的に生成されるデータまたはエネルギを光の放射に変換する、またはこの逆方向に変換することのできるオプトエレクトロニクス部品である。本半導体部品は、少なくとも１個のオプトエレクトロニクス半導体チップ、好ましくは放射放出半導体チップを備えている。半導体チップは、好ましくはＬＥＤ（発光ダイオード）、特に好ましくは薄膜ＬＥＤである。薄膜ＬＥＤの場合、特に、半導体チップの層を上にエピタキシャル成長させた成長基板が、部分的に、または完全に剥離されている。
【００１７】
半導体チップは、活性層を含んだ半導体積層体を備えている。活性層は、放射を生成するためのｐｎ接合部、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を含んでいることが好ましい。この場合、量子井戸構造という表現は、量子化の次元について何らかの指定を行うものではない。量子井戸構造には、特に、量子井戸、量子細線、および量子ドットと、これらの構造の任意の組合せが含まれる。
【００１８】
半導体チップの半導体積層体は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料を含んでいることが好ましい。ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料は、紫外線から可視光、さらには赤外線スペクトル領域の放射を生成するのに特に適している。
【００１９】
少なくとも一実施形態によると、第１の変換体は、半導体チップによって放出される放射の少なくとも一部分を、黄色波長域の放射もしくは黄橙色波長域の放射またはその両方に変換する。第２の変換体は、半導体チップによって放出される放射の少なくとも一部分を、緑色波長域の放射または黄緑色波長域の放射に変換することが好ましい。
【００２０】
したがって、第１の変換体および第２の変換体は、いずれも、半導体チップによって放出される青色放射の一部分を、異なる波長を有する放射に変換する。特に、緑色を帯びた色位置を有する、低濃度のＣｅによってドープされた変換体と、黄色を帯びた、または黄橙色の色位置を有する、高濃度のＣｅによってドープされた変換体とを備えた、変換体混合物を使用する。この場合、最適な比は、明るさを高めるのに適する緑色の割合と、最大限に大きな色空間を確保する、黄色または黄橙色の割合の広い波長分布の間で設定されることが有利である。この変換体混合物は、必ずしも再適合化する必要なしに、広範囲の半導体チップの波長に使用することができ、これは有利である。
【００２１】
第１の変換体および第２の変換体は、それぞれ、半導体チップによって放出される放射の一部分を、少なくとも１つの別の波長を有する放射に変換するのに適していることが好ましい。半導体チップによって放出される放射の残りの部分は、変換されることなく透過させることができる。この目的のため、変換体は、例えば、青色放射に対して透過性であるマトリックス材料を備えていることができる。
【００２２】
この場合、変換されることなく透過するとは、半導体チップによって放出された放射の少なくとも一部分が、第１の変換体または第２の変換体によって影響されないままであり、したがって放射のうちのこの部分は青色放射として変換体から放出されることを意味する。したがって、変換体は、完全な変換には適しておらず、半導体チップによって放出された放射の一部分を変換するのみである。
【００２３】
少なくとも一実施形態によると、第１の変換体は、ＹＡＧ変換体またはＴＡＧ変換体であり、第２の変換体は、ＹＡＧ変換体である。第１の変換体は、５６５ｎｍ〜５７５ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長、好ましくは５７１ｎｍの主波長を有することが好ましい。特に好ましくは、第２の変換体は、５５０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長、好ましくは５５５ｎｍの主波長を有する。
【００２４】
主波長は、知覚される波長（perceived wavelength）とも称される。主波長は、観察時に人の目によって知覚される、色合いの等しい波長を識別する。
【００２５】
本出願において示される変換体の波長域は、特に、各変換体がその主波長を有する範囲である。すなわち、第１の変換体および第２の変換体の発光スペクトルは、示された波長域の外側のスペクトルプロファイルを有し得るが、それぞれの発光極大は、示される範囲内に入る。
【００２６】
少なくとも一実施形態によると、第２の変換体の主波長は、人の目の感度に適合化される。第１の変換体の主波長は、色位置を補正するのに適していることが好ましい。この場合、第２の変換体は、大きな色空間をカバーし、目の感度に最適化された主波長において放出する。これに対して、第１の変換体は、色位置を補正する目的にのみ使用され、したがって、本半導体部品は、バックライト目的に適している。この場合、本半導体部品は、特に、ＬＣＤパネルをバックライトするのに適している。この点において、吸収効果が異なる結果として損失が生じることなく、かつ異なる励起波長における再調整のために製造コストの増大が必要となることなしに、全体として最大の明るさを達成することができる。
【００２７】
例えばテレビやコンピュータのモニターなどの画面をバックライトする場合、しばしばＬＥＤが使用され、放出方向においてＬＥＤの下流にはＬＣＤフィルタが配置される。この場合、ＬＥＤにはさまざまな要件が課される。第一に、ＬＥＤの最大の明るさであり、第二に、大きな色域が期待される。ＬＥＤの特性は、放出方向においてＬＥＤの下流に配置されるさまざまな変換体によって適合化することができる。しかしながら、例えば明るさおよび色域などの所望の特性は、通常では互いに正反対の挙動を示す。一例として、緑色の変換体と赤色の変換体の混合物は、黄色の変換体の明るさを有することはないが、黄色の変換体よりも大きな色域を有する。
【００２８】
ＬＥＤに課される所望の要件として、通常では、冷白色の色位置と、目の知覚における最大の明るさと、ＮＴＳＣ色空間に対する領域の約７２％の色域が挙げられる。この目的のため、通常では狭帯域の青色発光半導体チップが使用され、その光の一部分が変換体によって黄色波長域および赤色波長域の光に変換され、したがって白色光が生じる。しかしながら、この場合、製造変動の結果として、プロダクトアイデンティカルＬＥＤの明るさおよび色位置の逸脱が発生しうる。これら製造変動によって、使用される変換体の量が、通常ではそれぞれの半導体チップのそれぞれの波長および明るさに応じて適合化され、これは不利である。
【００２９】
バックライトする目的には、ＹＡＧ系の変換体、例えばＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋系またはＹ３（ＧａＸＡｌ１−Ｘ）Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の変換体がしばしば使用される。これらの変換体は広い発光スペクトルを有し、発光波長は、色空間における十分な領域をカバーし、目の感度に近い。目の感度に関連する明るさは、緑色の色位置を有する第２の変換体を追加することによってさらに増大させることができる。この目的には、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の変換体またはＹ３（ＧａＸＡｌ１−Ｘ）Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の変換体が適している。したがって、発光を目の感度に最適化することができる。しかしながら、イットリウム系の変換体とルテチウム系の変換体は、吸収極大が異なる。この影響として、異なる励起波長に応じて変換体の比を適合させなければならず、これにより製造コストが増大し、これは不利である。
【００３０】
少なくとも一実施形態によると、第１の変換体もしくは第２の変換体またはその両方は、それぞれ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の変換体である。
【００３１】
少なくとも一実施形態によると、第１の変換体もしくは第２の変換体またはその両方は、（１層または複数層の）変換体薄層として具体化されている。変換体薄層は、例えば、中に蛍光体が埋め込まれたマトリックス材料を備えている。例えば、層の転送によって、個別に作製される変換体薄層を半導体チップに貼り付けることができる。このような変換体薄層は、当業者には、用語「蛍光体層」によっても知られている。
【００３２】
少なくとも一実施形態によると、第１の変換体と第２の変換体は、共通の変換体混合物を形成する。一例として、第１の変換体と第２の変換体が、共通のマトリックス材料に埋め込まれている。この場合、第１の変換体と第２の変換体は、個別の層を形成せずに、互いに均一に混合されていることが好ましい。したがって、言い換えれば、変換体薄層として具体化されている変換体混合物は、放出方向において半導体チップの下流に配置されており、この変換体混合物は第１および第２の変換体を備えている。
【００３３】
少なくとも一実施形態によると、モジュールは、半導体チップと、第１の変換体と、第２の変換体とを備えた複数の半導体部品を備えている。半導体部品は、共通のキャリア基板の上に配置されていることが好ましい。特に好ましくは、放出方向において半導体部品の下流に光学素子が配置されている。半導体チップによって放出される放射と、変換体によって変換された放射とが光学素子に取り込まれることが好ましい。したがって、変換された放射と変換されない放射のスペクトル成分を光学素子において混合することができ、したがって白色光が生じ、これは有利である。
【００３４】
少なくとも一実施形態によると、光学素子は、光導波路である。この光導波路は、テレビやコンピュータのモニター、あるいはその他の画面をバックライトするのに適していることが好ましい。光導波路は、均一な発光特性が得られるように具体化されていることが好ましい。この目的のため、光導波路は、例えば散乱中心を含んでおり、散乱中心は、光導波路に取り込まれるスペクトル成分をすべての空間方向に均一に散乱させるのに適していることが好ましい。
【００３５】
モジュールは、例えば画面をバックライトする目的に使用されることが好ましい。
【００３６】
本発明のさらなる利点および有利な発展形態は、以下に図１〜図３を参照しながら説明する例示的な実施形態から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による半導体部品の例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図２】本発明による半導体部品の例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【図３】本発明によるモジュールの例示的な実施形態の概略的な断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図面において、同じ構成部分、または機能が同じ構成部分には、それぞれ同じ参照数字を付してある。図示した構成部分と、構成部分の互いの大きさの関係は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、便宜上、もしくは深く理解できるようにする目的で、個々の構成部分（例えば、層、構造、部品、領域）の厚さや大きさを誇張して示してある。
【００３９】
図１は、半導体チップ１を備えた半導体部品の例示的な実施形態の断面図を示している。半導体チップ１は、放射を生成するのに適しており、かつ青色波長域の放射を放出するのに適している活性層１ａを有する。半導体チップ１は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料系の半導体積層体を有する。この場合、活性層１ａが半導体積層体に組み込まれている。半導体チップ１は、ＬＥＤであることが好ましい。
【００４０】
放出方向において半導体チップ１の下流に、第１の変換体３ａが配置されており、この第１の変換体は、青色波長域の放射を、黄色波長域の波長もしくは黄橙色波長域の波長またはその両方に変換するのに適している。第１の変換体３ａは、少なくとも４％、特に、４％以上のＣｅドーピングを備えている。第１の変換体は、ＹＡＧ（イットリウムアルミニウム酸化物）変換体またはＴＡＧ変換体であることが好ましい。第１の変換体３ａは、特に、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の変換体である。第１の変換体３ａは、５６５ｎｍ〜５７５ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長、好ましくは５７１ｎｍの主波長を有することが好ましい。
【００４１】
この実施形態の場合、第１の変換体３ａは、変換体薄層として具体化されており、半導体チップ１の放射取り出し領域に直接配置されている。この目的のため、一例として、変換体薄層３ａは、個別に作製され、層転送によって半導体チップ１に転送されて半導体チップ１に固定されている。第１の変換体３ａは、半導体チップ１によって放出される放射の一部分を、黄色波長域の放射もしくは黄橙色波長域の放射またはその両方に変換することが好ましい。すなわち、第１の変換体３ａにおいては部分変換のみが行われ、したがって、第１の変換体３ａを通過するビームは、青色の部分と、黄色および／または黄橙色の部分の両方を含んでいる。一例として、半導体チップ１の活性層１ａによって放出される放射の最大で５０％が、第１の変換体３ａにおいて黄色の放射もしくは黄橙色の放射またはその両方に変換され、最大で５０％が変換されることなく青色放射として透過する。
【００４２】
第２の変換体３ｂは、第１の変換体３ａの上、したがって放出方向において半導体チップ１の下流に配置されており、この第２の変換体も、同様に変換体薄膜として具体化されている。第２の変換体３ｂは、半導体チップ１によって放出される青色放射の一部分を、緑色波長域の放射に変換する。半導体チップ１によって放出される放射の一部分は、変換されることなく青色放射として第２の変換体３ｂを透過する。さらに、第１の変換体３ａによって変換された放射は、第２の変換体３ｂにおいて変換されることなく透過することが好ましい。結果として、第２の変換体３ｂを通過するビームは、第１の変換体３ａにおいて変換された黄色および／または黄橙色の放射部分と、第２の変換体３ｂにおいて変換された緑色の放射部分と、半導体チップ１によって放出された放射のうちの青色の部分とを含んでいる。一例として、この場合にも半導体チップ１の活性層１ａによって放出される放射の最大で５０％が、第２の変換体３ｂにおいて緑色の放射に変換される。
【００４３】
第２の変換体３ｂも、同様に、ＹＡＧ系の変換体、好ましくはＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の蛍光体であることが好ましい。第２の変換体３ｂは、特に、最大で１％の低いＣｅドーピングを有する。第２の変換体３ｂは、５５０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長、好ましくは５５５ｎｍの主波長を有することが好ましい。
【００４４】
変換体３ａおよび変換体３ｂは、それぞれ、個々の蛍光体が埋め込まれたマトリックス材料を備えていることが好ましい。特に好ましくは、変換体３ａおよび変換体３ｂの個々の蛍光体は、マトリックス材料中に均一に分布しており、したがって、できる限り均一な発光特性を得ることができる。
【００４５】
図１における半導体部品は、全体として、半導体チップ１によって放出されて変換されることなく透過した青色放射Ｓ１と、第１の変換体３ａによって変換された黄色および／または黄橙色の放射Ｓ２と、第２の変換体３ｂによって変換された緑色の放射Ｓ３とを放出する。結果として、最大の明るさとともに個々の半導体チップ１との比較において増大した色空間を発光スペクトルＳＧが有する部品を実施することが可能である。結果として、このような部品は、特に、例えばテレビやコンピュータなどの画面をバックライトするのに適している。
【００４６】
上述した変換体３ａ，３ｂを使用することによって、最大の明るさとともに高い色域を得ることが可能となり、これは有利である。第１の変換体３ａと第２の変換体３ｂの組合せは、明るさを増大させる緑色の割合と、最大限に大きな色空間を得るための広い波長分布との間の最適な比を有する。特に、第２の変換体３ｂの主波長は、目の感度に最適化されており、第１の変換体３ａは、色位置を補正する目的に使用される。この点において、変換体３ａ，３ｂにおける吸収効果が異なる結果として損失が生じることなく、最大の明るさを得ることができる。特に、第１の変換体３ａと第２の変換体３ｂは、同じかまたはほぼ同じ吸収スペクトルを有することが有利である。結果として、異なる励起波長において変換体３ａ，３ｂを再調整する必要がなく、これは有利であり、これにより製造コストが不必要に増大することもなく、これは有利である。特に、第１の変換体３ａと第２の変換体３ｂの組合せは、異なるプロダクトアイデンティカル半導体チップとは独立して波長の明るさと色空間に対して最適化される。
【００４７】
図２における例示的な実施形態は、図１における例示的な実施形態と異なる点として、第１の変換体３ａと第２の変換体３ｂが共通の変換体混合物を形成している。一例として、第１の変換体３ａと第２の変換体３ｂは、共通の変換体薄膜に統合されている、もしくは、共通のマトリックス材料に好ましくは均一に埋め込まれている、またはその両方である。したがって、半導体チップ１の放射取り出し面には、２層の変換体薄層が垂直方向に上下に貼り付けられているのではなく、統合された２つの変換体を有するただ１層の変換体薄層が貼り付けられている。
【００４８】
それ以外の部分については、図２の例示的な実施形態は図１の例示的な実施形態と実質的に同じである。
【００４９】
図３は、複数の半導体部品を備えたモジュールの例示的な一実施形態を示しており、複数の半導体部品は、一例として、キャリア基板２の上に互いに並んだ状態に配置されている。図３における半導体部品それぞれは、例えば、図１もしくは図２またはその両方における例示的な実施形態による半導体部品に従って構成することができる。したがって、各部品は、半導体チップ１を備えており、放出方向において半導体チップ１それぞれの下流に第１の変換体３ａおよび第２の変換体３ｂが配置されている。これらの部品は、キャリア基板の上に連続的に互いに並んだ状態に配置されていることが好ましい。
【００５０】
放出方向において部品の半導体チップ１の下流に、共通の光学素子４が配置されている。光学素子４は、例えば光導波路であり、散乱中心を含んでいることが好ましい。散乱中心は、半導体部品によって放出される放射を、全空間方向に均一に散乱させるのに適していることが好ましい。
【００５１】
半導体部品の半導体チップ１によって放出されたビームと、変換されたビームとが、共通の光導波路４に一緒に取り込まれ、光導波路４において放射のスペクトル成分が混合される。具体的には、半導体チップ１によって放出された青色放射と、第１の変換体３ａによって変換された黄色および／または黄橙色の放射と、第２の変換体３ｂによって変換された緑色の放射とが、光導波路４の中に一緒に取り込まれ、光導波路４において好ましくは均一に混合される。光導波路に取り込まれて混合されたビームを、例えばテレビやコンピュータのモニターをバックライトする目的に使用することができる。
【００５２】
ここまで、本発明について例示的な実施形態を使用して説明してきたが、本発明はこれらの例示的な実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が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。
【００５３】
（関連出願）
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１１１１３８０２．５号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【図１】
2014531760.tif 000003
【図２】
2014531760.tif 000004
【図３】
2014531760.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月15日(2014.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ（１）を備えたオプトエレクトロニクス半導体部品であって、
−  前記半導体チップ（１）が、放射を生成するのに適しており、かつ青色波長域の放射を放出するのに適している活性層（１ａ）を有し、
−  放出方向において前記半導体チップ（１）の下流に、Ｃｅドーピングを備えた第１の変換体（３ａ）が配置されており、
−  放出方向において前記半導体チップ（１）の下流に、最大で１．５％のＣｅドーピングを備えた第２の変換体（３ｂ）が配置されており、
−  前記第１の変換体（３ａ）が、前記第２の変換体（３ｂ）よりも高いＣｅドーピングを有し、
−  前記第１の変換体（３ａ）が、動作時に前記第１の変換体（３ａ）によって放出される電磁放射の主波長として、５６５ｎｍ〜５７５ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有し、
−  前記第２の変換体（３ｂ）が、動作時に前記第２の変換体（３ｂ）によって放出される電磁放射の主波長として、５５０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有する、
オプトエレクトロニクス半導体部品。
【請求項２】
光導波路（４）をさらに有し、
前記第１の変換体（３ａ）及び前記第２の変換体（３ｂ）によって変換された変換後の放射、並びに前記半導体チップ（１）によって放出された変換されていない放射が、前記光導波路（４）に結合され、前記変換後の放射及び前記変換されていない放射における特別な構成要素が、白色光が生じるように前記光導波路（４）において混合される、
請求項１に記載の半導体部品。
【請求項３】
前記第１の変換体（３ａ）が、少なくとも２．５％のＣｅドーピングを備えている、
請求項１または請求項２に記載の半導体部品。
【請求項４】
前記第１の変換体（３ａ）が、前記半導体チップ（１）によって放出される放射の少なくとも一部分を、黄色波長域の放射もしくは黄橙色波長域の放射またはその両方に変換する、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項５】
前記第２の変換体（３ｂ）が、前記半導体チップ（１）によって放出される放射の少なくとも一部分を、緑色波長域の放射に変換する、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項６】
前記第１の変換体（３ａ）がＹＡＧ変換体またはＴＡＧ変換体であり、前記第２の変換体（３ｂ）がＹＡＧ変換体である、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項７】
前記第１の変換体（３ａ）が、５６５ｎｍ〜５７５ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有する、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項８】
前記第１の変換体（３ａ）の前記主波長が、色位置を補正するのに適している、
請求項７に記載の半導体部品。
【請求項９】
前記第２の変換体（３ｂ）が、５５０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲内（両端値を含む）の主波長を有する、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１０】
前記第２の変換体（３ｂ）の前記主波長が、人の目の感度に適合化されている、
請求項９に記載の半導体部品。
【請求項１１】
前記第１の変換体（３ａ）もしくは前記第２の変換体（３ｂ）またはその両方が、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋系の変換体である、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１２】
前記第１の変換体（３ａ）もしくは前記第２の変換体（３ｂ）またはその両方が、変換体薄層として具体化されている、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１３】
前記第１の変換体（３ａ）と前記第２の変換体（３ｂ）が、共通の変換体混合物を形成している、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の半導体部品。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の複数の半導体部品を備えているモジュール。
【請求項１５】
請求項１３に記載のモジュールの、バックライトとしての使用。
【国際調査報告】
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