DE102005012953B9 - Method for producing an optoelectronic component and optoelectronic component - Google Patents

Method for producing an optoelectronic component and optoelectronic component Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, bei dem ein Körper (2), der eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen im Wafer-Verbund (10) umfasst, mit einem Material (4) beschichtet wird, das ein Sol-Gel-Material (4a) und Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) enthält, wobei die Korngröße der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) größer ist, als die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials (4a).Method for producing an optoelectronic component, in which a body (2) comprising a multiplicity of optoelectronic components in the wafer composite (10) is coated with a material (4) comprising a sol-gel material (4a) and Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) contains, wherein the grain size of the Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) is greater than the average layer thickness of the sol-gel material (4a).

Description

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben.A method for producing an optoelectronic component is specified. In addition, an optoelectronic component is specified.

Die Druckschrift WO 01/ 65 613 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines lichtabstrahlenden Halbleiterkörpers mit, Lumineszenzkonversionselement.The publication WO 01/65 613 A1 describes a method for producing a light-emitting semiconductor body with, luminescence conversion element.

Die Druckschriften DE 103 16 769 A1 , EP 1 503 428 A1 , JP 11-031 845 A , DE 298 04 149 U1 sowie EP 1 198 016 A2 beschreiben jeweils optoelektronische Bauelemente.The pamphlets DE 103 16 769 A1 . EP 1 503 428 A1 . JP 11-031 845 A . DE 298 04 149 U1 such as EP 1 198 016 A2 each describe optoelectronic components.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin ein besonders kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein besonders kostengünstiges optoelektronisches Bauelement anzugeben.An object to be solved is to specify a particularly cost-effective method for producing an optoelectronic component. Another object to be solved is to specify a particularly cost-effective optoelectronic component.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben, bei dem ein Körper, der eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen im Wafer-Verbund umfasst, mit einem Material beschichtet wird, das ein Sol-Gel-Material und Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel enthält, wobei die Korngröße der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel größer ist, als die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials.The invention relates to a method for producing an optoelectronic component, in which a body comprising a multiplicity of wafer-composite optoelectronic components is coated with a material which contains a sol-gel material and luminescence conversion material particles, the particle size of the luminescence conversion material particles is greater than the average layer thickness of the sol-gel material.

Ferner wird ein optoelektronisches Bauelement, aufweisend eine Strahlungsdurchtrittsfläche, eine Schicht, die der Strahlungsdurchtrittsfläche nachgeordnet ist, wobei die Schicht ein Sol-Gel-Material enthält, das eine Haftung zwischen dem Bauelement und Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln vermittelt, angegeben, wobei die Korngröße der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel größer ist, als die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials, und die Seitenflächen des Bauelements frei von der Schicht sind.Furthermore, an optoelectronic component having a radiation passage area, a layer which is arranged downstream of the radiation passage area, wherein the layer contains a sol-gel material which mediates adhesion between the component and luminescence conversion material particles, wherein the grain size of the luminescence conversion material particles is larger, as the average layer thickness of the sol-gel material, and the side surfaces of the device are free of the layer.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird ein Körper mit einem Material beschichtet. Das heißt zum Beispiel, es wird eine dünne Schicht enthaltend das Material auf zumindest Teile der Oberfläche des Körpers aufgebracht. Dünne Schicht bedeutet dabei, dass die Schichtdicke klein ist gegenüber den sonstigen Abmessungen des Körpers. So ist die Schichtdicke etwa klein verglichen mit der Höhe des Körpers.In accordance with at least one embodiment of the method for producing an optoelectronic component, a body is coated with a material. That is, for example, a thin layer containing the material is applied to at least parts of the surface of the body. Thin layer means that the layer thickness is small compared to the other dimensions of the body. Thus, the layer thickness is about small compared to the height of the body.

Beschichten bedeutet insbesondere, dass der Körper nicht mit dem Material vergossen oder umgossen wird, sondern das Material gezielt zumindest stellenweise auf die Oberfläche des Körpers aufgebracht wird, so dass eine dünne Schicht auf der Oberfläche des Körpers entsteht.Coating means, in particular, that the body is not potted or encapsulated with the material, but the material is specifically applied at least in places on the surface of the body, so that a thin layer is formed on the surface of the body.

Das Material enthält ein Sol-Gel-Material. Das Sol-Gel-Material befindet sich beim Beschichtungsvorgang bevorzugt in seinem Sol-Zustand. Das heißt, das Sol-Gel-Material ist beim Beschichten noch nicht über sein gesamtes Volumen polymerisiert, sondern bildet eine Flüssigkeit von verglichen mit dem Gel-Zustand – geringer Viskosität.The material contains a sol-gel material. The sol-gel material is preferably in its sol state during the coating process. That is, the sol-gel material is not polymerized in its coating over its entire volume, but forms a liquid compared to the gel state - low viscosity.

Das Sol umfasst beispielsweise ein Lösungsmittel und Teilchen, die im Lösungsmittel enthalten sind. Die Teilchendurchmesser betragen zum Beispiel zwischen einem und tausend Nanometer, bevorzugt zwischen einem und hundert Nanometer, besonders bevorzugt zwischen einem und 30 Nanometer. Nach dem Beschichten des Körpers mit dem Material kann das Sol beispielsweise durch zumindest teilweisen Entzug des Lösungsmittels zu einem Gel destabilisiert werden, so dass sich eine feste Schicht aus Sol-Gel-Material auf dem Körper bildet.The sol includes, for example, a solvent and particles contained in the solvent. The particle diameters are, for example, between one and a thousand nanometers, preferably between one and a hundred nanometers, more preferably between one and 30 nanometers. After coating the body with the material, for example, the sol may be destabilized to a gel by at least partially removing the solvent so that a solid layer of sol-gel material is formed on the body.

Diese Schicht haftet auf dem Körper. Dass heißt Körper und Sol-Gel-Material sind so gewählt, dass nach dem Beschichten ein Gel-Film auf dem Körper haftet, der sich einem Ablösen – beispielsweise mittels mechanischer Krafteinwirkung – zumindest in bestimmten Grenzen widersetzt. Das heißt beispielsweise, dass bei Weiterverarbeitung des beschichteten Körpers die Schicht sich nicht vom Körper löst.This layer adheres to the body. That means body and sol-gel material are chosen so that after coating a gel film adheres to the body, which defies a detachment - for example by mechanical force - at least within certain limits. This means, for example, that during further processing of the coated body, the layer does not detach from the body.

Das Material weist ein Lumineszenzkonversionsmaterial auf. Unter Lumineszenzkonversionsmaterial werden Stoffe oder Stoffgemische verstanden, die elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge umwandeln.The material has a luminescence conversion material. Luminescence conversion material is understood to mean substances or substance mixtures which convert electromagnetic radiation of a specific wavelength into electromagnetic radiation of a different wavelength.

Beispielsweise absorbiert ein Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials elektromagnetische Strahlung einer ersten Wellenlänge oder eines ersten Wellenlängenbereichs und re-emittiert elektromagnetische Strahlung einer zweiten Wellenlänge beziehungsweise eines zweiten Wellenlängenbereichs. So kann das Lumineszenzkonversionsmaterial beispielsweise blaues Licht in gelbes Licht konvertieren. Die zweite Wellenlänge kann dabei beispielsweise größer sein als die erste Wellenlänge. Es ist auch möglich, dass das Material Partikel mehrerer unterschiedlicher Lumineszenzkonversionsmaterialien enthält, die Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen re-emittieren.For example, a particle of the luminescence conversion material absorbs electromagnetic radiation of a first wavelength or a first wavelength range and re-emits electromagnetic radiation of a second wavelength or a second wavelength range. For example, the luminescence conversion material can convert blue light to yellow light. The second wavelength can be greater than the first wavelength, for example. It is also possible that the material contains particles of a plurality of different luminescence conversion materials which re-emit radiation of different wavelengths.

Das Lumineszenzkonversionsmaterial ist im Sol enthalten. Das heißt, eine bestimmte Menge an Partikeln des Lumineszenzkonversionsmaterials wird vor dem Beschichtungsvorgang dem Sol beigemischt.The luminescence conversion material is contained in the sol. That is, a certain amount of particles of the luminescence conversion material is added to the sol before the coating process.

Der Körper wird also mit einem Material beschichtet, dass ein Sol-Gel-Material und ein Lumineszenzkonversionsmaterial enthält.The body is thus coated with a material containing a sol-gel material and a luminescence conversion material.

Die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials werden größer gewählt als eine mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Films, der sich auf der Oberflache des Körpers befindet. Die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials haften dann entweder auf dem Sol-Gel-Film und/oder sind ihrerseits von einem dünnen Sol-Gel-Film überzogen. In jedem Fall sind bei mikroskopischer Betrachtung der beschichteten Oberfläche des Körpers die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel dann als Ausbuchtungen der Schicht zu erkennen.The particles of the luminescence conversion material are selected larger than an average layer thickness of the sol-gel film, which is located on the surface of the body. The particles of the luminescence conversion material then either adhere to the sol-gel film and / or are in turn coated by a thin sol-gel film. In any case, upon microscopic observation of the coated surface of the body, the luminescence conversion material particles are then recognized as bulges of the layer.

Weiter ist es möglich, mehrere Lagen von Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln übereinander auf den Köper aufzubringen. Die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel sind dann mittels eines Sol-Gel-Films untereinander verbunden. Die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel sind mit einem dünnen Sol-Gel-Film überzogen. Der Konversionsgrad der Sol-Gel-Schicht mit Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln kann in diesem Fall unter anderem durch die Zahl von Lagen von Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln eingestellt werden. Je mehr Lagen Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel aufgebracht werden, desto vollständiger ist die Konversion.Furthermore, it is possible to apply several layers of luminescence conversion material particles one above the other onto the body. The luminescence conversion material particles are then interconnected by means of a sol-gel film. The luminescence conversion material particles are coated with a thin sol-gel film. The degree of conversion of the sol-gel layer with luminescence conversion material particles in this case can be adjusted inter alia by the number of layers of luminescence conversion material particles. The more layers of luminescent conversion material particles are applied, the more complete is the conversion.

Das beschriebene Verfahren macht sich unter anderem die Idee zu Nutzen, dass das Sol-Gel-Material im Sinne eines Haftmittels eine Haftung zwischen der Oberfläche des Körpers und den Partikeln des Lumineszenzkonversionsmaterials sowie zwischen den Partikeln untereinander vermittelt.Among other things, the described method makes use of the idea that the sol-gel material in the sense of an adhesive mediates adhesion between the surface of the body and the particles of the luminescence conversion material and between the particles with one another.

Bei dem Körper handelt es sich um eine Vielzahl optoelektronischer Bauelemente im Wafer-Verbund. Das heißt auf einem Träger- oder Substrat-Wafer ist eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen angeordnet. Beispielsweise enthält die Wafer-Anordnung wenigstens eines der folgenden optoelektronischen Bauelemente: Laserdiodenchip, Photodiodenchip, Leuchtdiodenchip. Beispielsweise Teile von Strahlungsdurchtrittsflächen der im Verbund enthaltenen optoelektronischen Bauelemente können mittels des Verfahrens beschichtet werden.The body is a multiplicity of optoelectronic components in the wafer composite. That is, a plurality of semiconductor devices are arranged on a carrier or substrate wafer. By way of example, the wafer arrangement contains at least one of the following optoelectronic components: laser diode chip, photodiode chip, light-emitting diode chip. For example, parts of radiation passage areas of the optoelectronic components contained in the composite can be coated by means of the method.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens enthält das Sol-Gel-Material zumindest eines der folgenden Materialien: ZnO, SiO2, Al2O3, SnO, AlN, GaN. Auch die Verwendung weitere Materialien ist denkbar.According to at least one embodiment of the method, the sol-gel material contains at least one of the following materials: ZnO, SiO 2 , Al 2 O 3 , SnO, AlN, GaN. The use of other materials is conceivable.

Bevorzugt wird das Sol-Gel-Material als kolloidales Sol auf den Körper aufgebracht. Nach dem Trocknen bildet das Sol-Gel-Material bevorzugt ein Gel, das für elektromagnetische Strahlung vom infraroten bis zum ultravioletten Spektralbereich zumindest teilweise transparent ist.Preferably, the sol-gel material is applied to the body as a colloidal sol. After drying, the sol-gel material preferably forms a gel that is at least partially transparent to electromagnetic radiation from the infrared to the ultraviolet spectral range.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens enthält das Material eines der folgenden Lumineszenzkonversionsmaterialien: anorganische Phosphore, organische Farbstoffe, Erdalkalisulfate. Bevorzugt enthält das Material zumindest dotierte Granate, beispielsweise Ce- oder Tb- aktivierte Granate wie YAG:Ce, TAG:Ce, TbYAG:Ce. Geeignete Leuchtstoffe sind beispielsweise in der Druckschrift WO 98/ 12 757 A1 beschrieben, deren Inhalt die Lumineszenzkonversionsmaterialien betreffend hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.In accordance with at least one embodiment of the method, the material contains one of the following luminescence conversion materials: inorganic phosphors, organic dyes, alkaline earth sulfates. The material preferably contains at least doped garnets, for example Ce- or Tb-activated garnets such as YAG: Ce, TAG: Ce, TbYAG: Ce. Suitable phosphors are for example in the document WO 98 / 12,757 A1 described the content of the luminescence conversion materials hereby incorporated by reference.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens enthält das Sol-Gel-Material, mit dem der Körper beschichtet wird, eines der folgenden Lösungsmittel: Ethanol, Isopropanol. Bevorzugt sind die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials gemeinsam mit den Partikeln des Sol-Gel-Materials in dem Lösungsmittel enthalten.In accordance with at least one embodiment of the method, the sol-gel material with which the body is coated contains one of the following solvents: ethanol, isopropanol. The particles of the luminescence conversion material are preferably contained together with the particles of the sol-gel material in the solvent.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Material nach dem Beschichten des Körpers getrocknet. Das heißt, zumindest der überwiegende Teil des Lösungsmittels wird im Material nach dem Beschichten beispielsweise durch Aufheizen entzogen. Während des Trockenprozesses entsteht ein netzwerkartiges, polymerisiertes Gel, das im Sinne eines Haftmittels eine Haftung zwischen den Partikeln des Lumineszenzkonversionsmaterials und dem Körper vermitteln kann.According to at least one embodiment of the method, the material is dried after coating the body. That is, at least the major part of the solvent is removed in the material after coating, for example by heating. During the drying process, a network-like, polymerized gel is formed which, in the form of an adhesive, can mediate adhesion between the particles of the luminescence conversion material and the body.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Körper mittels eines der folgenden Beschichtungsverfahren beschichtet: Sprühen, Tauchbeschichten, Rotationsbeschichten, Siebdruck, Aufrakeln, Strahldruck (Inkjet Printing).In accordance with at least one embodiment of the method, the body is coated by means of one of the following coating methods: spraying, dip coating, spin coating, screen printing, knife coating, jet printing (inkjet printing).

Die Filmdicke einer derart aufgetragenen Schicht ist dabei zum einen durch die Parameter des gewählten Beschichtungsverfahrens und zum anderen durch die Konzentration des verwendeten Sols einstellbar. Je geringer beispielsweise die Konzentration des Sol-Gel-Materials im Lösungsmittel ist, desto dünner ist der erzeugte Gel-Film nach dem Trocknen.The film thickness of a layer applied in this way can be adjusted on the one hand by the parameters of the selected coating method and on the other hand by the concentration of the sol used. For example, the lower the concentration of the sol-gel material in the solvent, the thinner the gel film produced after drying.

Es wird ferner ein optoelektronisches Bauelement angegeben.Furthermore, an optoelectronic component is specified.

Das optoelektronische Bauelement weist eine Strahlungsdurchtrittsfläche auf. Die Strahlungsdurchtrittsfläche ist beispielsweise durch einen Teil der Oberfläche des optoelektronischen Bauelements gegeben. Durch die Strahlungsdurchtrittsfläche gelangt entweder elektromagnetische Strahlung von außerhalb des Bauelements in das Bauelement oder im Bauelement erzeugte elektromagnetische Strahlung verlässt das Bauelement durch die Strahlungsdurchtrittsfläche.The optoelectronic component has a radiation passage area. The radiation passage area is given for example by a part of the surface of the optoelectronic component. Through the radiation passage area either electromagnetic radiation from outside the device into the device or generated in the device electromagnetic radiation leaves the device through the radiation passage area.

Weiter weist das Bauelement eine Schicht auf, die der Strahlungsdurchtrittsfläche nachgeordnet ist und ein Sol-Gel-Material enthält. Bevorzugt weist die Schicht ein Sol-Gel-Material im getrockneten Zustand, das heißt, ein Gel auf. Bevorzugt ist die Schicht direkt auf der Strahlungsdurchtrittsfläche des Bauelements angeordnet und benetzt diese zumindest stellenweise.Furthermore, the component has a layer which is arranged downstream of the radiation passage area and contains a sol-gel material. Preferably, the layer comprises a sol-gel material in the dried state, that is, a gel. The layer is preferably arranged directly on the radiation passage area of the component and wets it at least in places.

Unter Schicht ist dabei beispielsweise ein dünner Film zu verstehen, dessen Dicke verglichen mit den übrigen äußeren Abmessungen des Bauelements – beispielsweise der Höhe des Bauelements – klein ist. Das heißt, bevorzugt ist das Bauelement nicht im Sinne einer Vergussmasse mit dem Sol-Gel-Material umgossen, sondern die Schicht ist beispielsweise mittels einer der oben beschriebenen Verfahren auf das optoelektronische Bauelement aufgetragen.Under layer is to be understood, for example, a thin film, the thickness of which compared to the other external dimensions of the device - for example, the height of the device - is small. That is, preferably, the component is not encapsulated in the sense of a potting compound with the sol-gel material, but the layer is applied, for example by means of one of the methods described above on the optoelectronic device.

Das Sol-Gel-Material vermittelt eine Haftung zwischen Partikeln eines Lumineszenzkonversionsmaterials und dem optoelektronischen Bauelement. Beispielsweise haften die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials auf diese Weise auf der Strahlungsdurchtrittsfläche des optoelektronischen Bauelements. Dabei ist es möglich, dass ein dünner Film des Sol-Gel-Materials die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials zumindest stellenweise umformt.The sol-gel material provides adhesion between particles of a luminescence conversion material and the optoelectronic device. For example, the particles of the luminescence conversion material adhere in this way to the radiation passage area of the optoelectronic component. In this case, it is possible that a thin film of the sol-gel material at least locally transforms the particles of the luminescence conversion material.

Das beschriebene Bauelement macht sich unter anderem die Idee zu Nutze, dass die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials mittels eines Haftmittels, das ein Sol-Gel-Material enthält, mechanisch fest mit dem optoelektronischen Bauelement verbunden sind.Among other things, the described component makes use of the idea that the particles of the luminescence conversion material are mechanically fixedly connected to the optoelectronic component by means of an adhesive which contains a sol-gel material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist das optoelektronische Bauelement durch zumindest eines der folgenden Bauelemente gegeben: Laserdiodenchip, Leuchtdiodechip, Photodiodenchip.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the optoelectronic component is provided by at least one of the following components: laser diode chip, light-emitting diode chip, photodiode chip.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements enthält das Sol-Gel-Material zumindest eines der folgenden Materialien: ZnO, SiO2, Al2O3, SnO, AlN, GaN. Bevorzugt ist das Sol-Gel-Material so gewählt, dass es im Spektralbereich in dem beispielsweise das optoelektronische Bauelement elektromagnetische Strahlung erzeugt und das Lumineszenzkonversionsmaterial elektromagnetische Strahlung re-emittiert zumindest teilweise transparent ist.According to at least one embodiment of the optoelectronic component, the sol-gel material contains at least one of the following materials: ZnO, SiO 2 , Al 2 O 3 , SnO, AlN, GaN. Preferably, the sol-gel material is chosen so that it generates electromagnetic radiation in the spectral range in which, for example, the optoelectronic component and the luminescence conversion material re-emits electromagnetic radiation is at least partially transparent.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements enthält das Lumineszenzkonversionsmaterial wenigstens eines der folgenden Materialien: anorganische Phosphore, dotierte Granate (zum Beispiel YAG:Ce, TAG:Ce, TbYAG:Ce), organische Farbstoffe, Erdalkalisulfate.According to at least one embodiment of the optoelectronic component, the luminescence conversion material contains at least one of the following materials: inorganic phosphors, doped garnets (for example YAG: Ce, TAG: Ce, TbYAG: Ce), organic dyes, alkaline earth sulfates.

Die Korngröße der Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials ist größer als die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials. Das heißt beispielsweise bei einer mikroskopischen Betrachtung der auf das optoelektronischen Bauelement aufgetragenen Schicht, die das Sol-Gel-Material und Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials enthält, sind die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials deutlich als Ausbuchtungen der Schicht zu erkennen. Die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials ragen also aus der sie umgebenden Schicht heraus. In Bereichen der Schicht, in denen ein Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials vorhanden ist, ist die Schichtdicke aufgrund der Ausdehnung des Partikels daher größer als beispielsweise die Schichtdicke zwischen zwei solchen Partikeln, an Stellen der Oberfläche des optoelektronischen Bauelements wo lediglich Sol-Gel-Material aufgetragen ist.The particle size of the particles of the luminescence conversion material is greater than the average layer thickness of the sol-gel material. That is, for example, in a microscopic observation of the applied to the optoelectronic component layer containing the sol-gel material and particles of the luminescence conversion material, the particles of the luminescence conversion material are clearly visible as bulges of the layer. The particles of the luminescence conversion material thus protrude out of the surrounding layer. In regions of the layer in which a particle of the luminescence conversion material is present, the layer thickness due to the expansion of the particle is therefore greater than, for example, the layer thickness between two such particles, at locations of the surface of the optoelectronic device where only sol-gel material is applied.

Dabei ist es gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements möglich, dass die Partikel des Lumineszenzkonversionsmaterials zumindest stellenweise mit einem Film aus Sol-Gel-Material überzogen sind. Das Sol-Gel-Material folgt dabei den Konturen des Lumineszenzkonversionsmaterialpartikels. Die Schichtdicke des Sol-Gel-Materials, das das Partikel bedeckt, ist bevorzugt von der gleichen Größenordnung wie die Schichtdicke des Sol-Gel-Materials das beispielsweise die Oberfläche des optoelektronischen Bauelements zwischen zwei Partikeln benetzt.In this case, according to at least one embodiment of the optoelectronic component, it is possible for the particles of the luminescence conversion material to be coated at least in places with a film of sol-gel material. The sol-gel material follows the contours of the Lumineszenzkonversionsmaterialpartikels. The layer thickness of the sol-gel material which covers the particle is preferably of the same order of magnitude as the layer thickness of the sol-gel material which, for example, wets the surface of the optoelectronic component between two particles.

Auch wenn die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel in mehreren Lagen auf der Oberfläche des optoelektronischen Bauelements aufgebracht sind, so sind die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel bevorzugt jeweils mit einer dünnen Schicht Sol-Gel-Materials überzogen. Auch in diesem Fall ist die Schichtdicke des Sol-Gel-Materials, das auf, unter oder zwischen den Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln angeordnet ist, bevorzugt kleiner als die mittlere Korngröße der Partikel. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist der mittlere Korndurchmesser der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel kleiner/gleich 5 μm, bevorzugt beträgt der mittlere Korndurchmesser zwischen einem und zwei μm.Even if the luminescence conversion material particles are applied in a plurality of layers on the surface of the optoelectronic component, the luminescence conversion material particles are preferably each coated with a thin layer of sol-gel material. Also in this case, the layer thickness of the sol-gel material, which is arranged on, under or between the luminescence conversion material particles, preferably smaller than the average particle size of the particles. According to at least one embodiment of the optoelectronic component, the mean grain diameter of the luminescence conversion material particles is less than or equal to 5 μm, preferably the mean grain diameter is between one and two μm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements beträgt die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials maximal 2 μm, bevorzugt maximal 1 μm, besonders bevorzugt maximal 0,5 μm.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the mean layer thickness of the sol-gel material is a maximum of 2 μm, preferably not more than 1 μm, particularly preferably not more than 0.5 μm.

Im Folgenden wird das hier beschriebene Verfahren sowie das hier beschriebene optoelektronische Bauelement anhand von beispielhaften Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher beschrieben. Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile der Figuren sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile, sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr sind einige Details der Figuren zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt.In the following, the method described here as well as the optoelectronic component described here will be described in greater detail on the basis of exemplary embodiments and the associated figures. The same or equivalent components of the figures are provided with the same reference numerals. The components shown, as well as the size ratios of the components with each other are not to be regarded as true to scale. Rather, some details of the figures are exaggerated for clarity.

1A bis 1D zeigen ein Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen Verfahrens anhand schematischer Schnittdarstellungen. 1A to 1D show an embodiment of the method described here with reference to schematic sectional views.

2A zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements. 2A shows a schematic sectional view of a first embodiment of the optoelectronic device described here.

2B zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements. 2 B shows a schematic sectional view of a second embodiment of the optoelectronic device described here.

3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauteils mit einem hier beschriebenen optoelektronischen Bauelement. 3 shows a schematic sectional view of an optoelectronic device with an optoelectronic device described here.

1A zeigt optoelektronische Bauelemente 2 im Wafer-Verbund 10, die auf einem Substrat-Wafer 1 angeordnet sind. Bei den Bauelementen 2 handelt es sich beispielsweise um Leuchtdiodenchips 2. Die Leuchtdiodenchips 2 weisen auf einer Strahlungsauskoppelfläche 2a jeweils ein Bond-Pad 3 zum elektrischen Kontaktieren der Leuchtdiodenchips 2 auf. 1A shows optoelectronic components 2 in the wafer composite 10 on a substrate wafer 1 are arranged. With the components 2 These are, for example, light-emitting diode chips 2 , The LED chips 2 pointing to a radiation decoupling surface 2a one bond pad each 3 for electrically contacting the LED chips 2 on.

1B zeigt den Wafer-Verbund 10 bei dem die Strahlungsauskoppelflächen 2a der Leuchtdioden 2 mit dem Material 4 beschichtet sind. 1B shows the wafer composite 10 in which the radiation decoupling surfaces 2a the light-emitting diodes 2 with the material 4 are coated.

Das Material 4 enthält beispielsweise ein ZnO-Sol 4a und Partikel 4b eines Lumineszenzkonversionsmaterials (siehe dazu auch 2). Das Sol enthält beispielsweise eine Konzentration zwischen 0,5 und maximal 2 Mol ZnO-Nanokristallen pro Liter Lösungsmittel. Bevorzugt handelt es sich bei dem Lösungsmittel um Ethanol oder Isopropanol.The material 4 contains, for example, a ZnO sol 4a and particles 4b a luminescence conversion material (see also 2 ). For example, the sol contains a concentration of between 0.5 and a maximum of 2 mol of ZnO nanocrystals per liter of solvent. The solvent is preferably ethanol or isopropanol.

Die ZnO-Nanokristalle im Sol weisen bevorzugt Partikeldurchmesser zwischen 3 und 30 Nanometer auf. Die Herstellung eines ZnO-Sols ist beispielsweise in der Druckschrift ”Lubomir Spanhel; Marc A. Anderson: Semiconductor Clusters in the Sol-Gel Process: Quantized Aggregation, Gelation, and Crystal Growth in Concentrated ZnO Abschnitt „Experimental Section” ausführlich beschrieben, der hiermit die Herstellung des Sols betreffend unter Rückbezug aufgenommen wird. Alternativ zu einem ZnO-Sol können auch andere Sol-Gel-Materialien wie beispielsweise SiO2 verwendet werden.The ZnO nanocrystals in the sol preferably have particle diameters between 3 and 30 nanometers. The preparation of a ZnO sol is described, for example, in the publication "Lubomir Spanhel; Marc A. Anderson: Semiconductor Clusters in the Sol-Gel Process: Quantized Aggregation, Gelation, and Crystal Growth in Concentrated ZnO section "Experimental Section," which is incorporated herein by reference to the preparation of the sol. As an alternative to a ZnO sol, other sol-gel materials such as SiO 2 may be used.

Sol-Gel-Materialien können sich dabei durch die folgenden Vorteile auszeichnen: hohe Oxidations- und UV-Beständigkeit, nass- oder trockenchemische Ätzbarkeit, zahlreiche – beispielsweise – Lösungsmittel-basierte Beschichtungstechniken sind verfügbar.Sol-gel materials can offer the following advantages: high oxidation and UV resistance, wet or dry chemical etchability, numerous - for example - solvent-based coating techniques are available.

Beispielsweise handelt es sich bei den Partikeln 4b um Leuchtstoffpigmente aus der Gruppe der Phosphore mit der allgemeinen Formel A3B5X12:M, wobei die Partikel eine Partikelgröße kleiner/gleich 20 μm und einen mittleren Partikeldurchmesser kleiner/gleich 5 μm bevorzugt zwischen 1 und 2 μm aufweisen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Partikeln um YAG:Ce-Partikel.For example, it is the particles 4b to phosphor pigments from the group of phosphors having the general formula A 3 B 5 X 12 : M, wherein the particles have a particle size less than or equal to 20 microns and a mean particle diameter less than or equal to 5 microns preferably between 1 and 2 microns. The particles are particularly preferably YAG: Ce particles.

Die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b sind besonders gut geeignet vom Leuchtdiodenchip 2 erzeugte elektromagnetische Strahlung im blauen Spektralbereich – mit einem Maximum der Intensität der emittierten Strahlung zwischen 430 Nanometer und 450 Nanometer in gelbes Licht zu konvertieren. Unter Mischung des vom Leuchtdiodenchip 2 abgestrahlten blauen Lichts mit dem von den Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln re-emittiertem gelben Licht entsteht auf diese Weise weißes Licht.The luminescence conversion material particles 4b are particularly well suited from the LED chip 2 generated electromagnetic radiation in the blue spectral range - with a maximum of the intensity of the emitted radiation between 430 nanometers and 450 nanometers to convert into yellow light. Under mixture of the LED chip 2 emitted blue light with the re-emitted from the Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln yellow light is formed in this way white light.

Bevorzugt weist das Material 4 circa 40 Volumenprozent Lumineszenzkonversionsmaterial auf.Preferably, the material 4 about 40 volume percent luminescence conversion material.

Das Material 4 wird beispielsweise mittels eines der folgenden Beschichtungsverfahren auf den Wafer-Verbund aufgebracht. Sprühen, Tauchbeschichten, Rotationsbeschichten, Siebdruck, Aufrakeln, Strahldruck. Bevorzugt befindet sich das Sol-Gel-Material dabei während des Beschichtungsvorgangs in seinem Sol-Zustand.The material 4 For example, it is applied to the wafer composite by one of the following coating methods. Spraying, dip coating, spin coating, screen printing, knife coating, jet printing. The sol-gel material is preferably in its sol state during the coating process.

Alternativ zu einem Aufbringen von Material 4 in dem bereits ein Lumineszenzkonversionsmaterial enthalten ist, ist es auch möglich, dass die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel erst nach dem Beschichten des Wafers mit dem Sol aufgebracht werden. Beispielsweise kann der mit Sol-Material beschichtete Wafer-Verbund dann mit einem Pulver, das Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel umfasst, bestäubt oder besprüht werden. Auch in diesem Fall dient das Sol-Gel-Material als Haftmittel für die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel auf der Strahlungsauskoppelfläche des Leuchtdiodenchips 2.Alternatively to applying material 4 In which a luminescence conversion material is already contained, it is also possible for the luminescence conversion material particles to be applied only after the coating of the wafer with the sol. For example, the sol-material coated wafer composite may then be dusted or sprayed with a powder comprising luminescence conversion material particles. In this case too, the sol-gel material serves as an adhesive for the luminescence conversion material particles on the radiation coupling-out surface of the light-emitting diode chip 2 ,

Die Schichtdicke der Schicht 4 ist zum einen durch die Parameter der verwendeten Beschichtungstechnik und zum anderen durch die Konzentration des Sols einstellbar.The layer thickness of the layer 4 is on the one hand by the parameters of the used Coating technology and on the other by the concentration of the sol adjustable.

Nach dem Beschichten wird das Material 4 getrocknet. Dazu wird die Anordnung beispielsweise für eine bestimmte Zeit auf Temperaturen zwischen 90 und 150 Grad Celsius, bevorzugt auf 100 Grad Celsius erhitzt. Der Trockenvorgang ist abgeschlossen, wenn zumindest der überwiegende Teil des Lösungsmittels aus dem Sol-Gel-Material entwichen ist. Das Sol ist dann zu einem relativ festem Gel getrocknet.After coating, the material becomes 4 dried. For this purpose, the arrangement is heated for example for a certain time to temperatures between 90 and 150 degrees Celsius, preferably to 100 degrees Celsius. The drying process is complete when at least the major part of the solvent has escaped from the sol-gel material. The sol is then dried to a relatively solid gel.

Die Bond-Pads 3 werden entweder durch entsprechende Beschichtungstechnik beim Beschichten vom Material 4 freigehalten, oder das Material 4 wird beispielsweise mittels einer Phototechnik von den Bond-Pads 3 entfernt (siehe 1C). Weiter ist es möglich, dass das Material mittels zum Beispiel Laser-Ablation von den Bond-Pads 3 entfernt wird.The bond pads 3 are either by appropriate coating technology when coating the material 4 kept free, or the material 4 is, for example, by means of a photo technique of the bond pads 3 removed (see 1C ). It is also possible that the material by means of, for example, laser ablation of the bond pads 3 Will get removed.

1D zeigt das abschließende Vereinzeln des Wafer-Verbunds zu einzelnen, beschichteten optoelektronischen Bauelementen 2. Das Vereinzeln kann beispielsweise mittels Sägen oder Brechen erfolgen. 1D shows the final singulation of the wafer composite to individual, coated optoelectronic devices 2 , The separation can be done for example by sawing or breaking.

2A zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements 2. Bei dem optoelektronischen Bauelement 2 handelt es sich beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip 2. Bevorzugt handelt es sich bei dem Leuchtdiodenchip um einen Halbleiterleuchtdiodenchip, bei dem das Aufwachssubstrat zumindest teilweise entfernt ist und auf dessen dem ursprünglichen Aufwachsubstrat abgewandter Oberfläche ein Trägerelement aufgebracht ist. 2A shows a schematic sectional view of an embodiment of the optoelectronic device described here 2 , In the optoelectronic component 2 For example, it is a light-emitting diode chip 2 , The light-emitting diode chip is preferably a semiconductor light-emitting diode chip in which the growth substrate is at least partially removed and a carrier element is applied to the surface facing away from the original growth substrate.

Das Trägerelement kann verglichen mit einem Aufwachssubstrat relativ frei gewählt werden. Bevorzugt wird ein Trägerelement gewählt, das hinsichtlich eines Temperaturausdehnungskoeffizienten besonders gut an die strahlungserzeugende Epitaxie-Schichtfolge angepasst ist. Weiter kann das Trägerelement ein Material enthalten, das besonders gut wärmeleitend ist.The carrier element can be chosen relatively freely compared to a growth substrate. Preferably, a carrier element is selected which is particularly well adapted to the radiation-generating epitaxial layer sequence with regard to a temperature expansion coefficient. Further, the carrier element may contain a material which is particularly good heat conducting.

Solche durch das Entfernen von Aufwachssubstrat hergestellten Leuchtdiodenchips werden oftmals als Dünnfilmleuchtdiodenchips bezeichnet und können sich durch die folgenden Merkmale auszeichnen:

  • – An einer zur Trägerseite hingewandten ersten Hauptfläche der strahlungserzeugenden Epitaxie-Schichtfolge ist eine reflektierende Schicht oder Schichtenfolge aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Epitaxie-Schichtfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurück reflektiert.
  • – Die Epitaxie-Schichtfolge weist bevorzugt eine Dicke von maximal 20 μm, besonders bevorzugt von maximal 10 μm auf.
  • – Weiter enthält die Epitaxie-Schichtfolge bevorzugt mindest eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist. Im Idealfall führt diese Durchmischungsstruktur zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichts in der Epitaxie-Schichtfolge, das heißt sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.
Such LED chips produced by the removal of growth substrate are often referred to as thin film LED chips and may be characterized by the following features:
  • - On a wall facing the carrier side first main surface of the radiation-generating epitaxial layer sequence, a reflective layer or layer sequence is applied or formed, which reflects at least a portion of the electromagnetic radiation generated in the epitaxial layer sequence in this back.
  • The epitaxial layer sequence preferably has a thickness of not more than 20 μm, particularly preferably not more than 10 μm.
  • Furthermore, the epitaxial layer sequence preferably contains at least one semiconductor layer with at least one surface which has a mixed-through structure. Ideally, this intermixing structure leads to an approximately ergodic distribution of the light in the epitaxial layer sequence, that is to say it has as ergodically stochastic scattering behavior as possible.

Ein Grundprinzip eines Dünnfilmleuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift ”Schnitzer I. et al.: 30% external quantum efficiency from surface textured, thin-film light-emitting diodes. In: Applied physics letters, Vol. 63, 1993, No. 16, S. 2174–2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt das Grundprinzip eines Dünnfilmleuchtdiodenchips betreffend hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Leuchtdiodenchips in Dünnfilmbauweise eigenen sich besonders gut für das beschriebene Beschichtungsverfahren im Wafer-Verbund, da bei diesen Leuchtdiodenchips ein Großteil der im Leuchtdiodenchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch eine Strahlungsauskoppelfläche austritt, die parallel zur strahlungserzeugenden Schicht oder Schichtenfolge angeordnet ist. Durch Seitenflächen, die senkrecht zur Strahlungsauskoppelfläche verlaufen, tritt dahingegen kaum elektromagnetische Strahlung aus.A basic principle of a thin-film LED chip is, for example, in the publication "Schnitzer I. et al .: 30% external quantum efficiency from surface textured, thin-film light-emitting diodes. In: Applied physics letters, Vol. 63, 1993, no. 16, pp. 2174-2176, the disclosure of which relates the basic principle of a thin-film light-emitting diode chip hereby by reference. Light-emitting diode chips in thin-film construction are particularly suitable for the coating method described in the wafer composite, since in these light-emitting diode chips, a large part of the electromagnetic radiation generated in the light-emitting diode chip emerges through a radiation decoupling surface which is arranged parallel to the radiation-generating layer or layer sequence. By side surfaces which are perpendicular to the radiation decoupling surface, occurs on the other hand hardly electromagnetic radiation.

Bevorzugt wird ein Großteil der in Leuchtdiodenchip 2 erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch die Strahlungsaustrittsfläche 2a des Leuchtdiodenchips ausgekoppelt. Die Strahlungsaustrittsfläche 2a ist zumindest stellenweise mit dem Material 4 beschichtet, das ein Sol-Gel-Material 4a sowie Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b umfasst. Die mittlere Schichtdicke a des Sol-Gel-Materials 4a beträgt dabei bevorzugt zwischen 0,5 μm und 2 μm. Der mittlere Partikeldurchmesser b des Lumineszenzkonversionsmaterialpartikels beträgt bevorzugt zwischen 1 und 5 μm.Preference is given to a large part of the light-emitting diode chip 2 generated electromagnetic radiation through the radiation exit surface 2a coupled out of the LED chip. The radiation exit surface 2a is at least in places with the material 4 coated, which is a sol-gel material 4a and luminescence conversion material particles 4b includes. The mean layer thickness a of the sol-gel material 4a is preferably between 0.5 microns and 2 microns. The mean particle diameter b of the luminescence conversion material particle is preferably between 1 and 5 μm.

In der mikroskopischen Betrachtung der Strahlungsaustrittsfläche 2a des Leuchtdiodenchips 2, wie sie in 2A schematisch angedeutet ist, sind die Konturen der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b in der Schicht 4 deutlich zu erkennen. Sol-Gel-Material 4a kann sich sowohl zwischen Strahlungsaustrittsfläche 2a und Partikeln 4b sowie auch auf den Partikeln 4b befinden. Das Sol-Gel-Material 4a vermittelt dadurch eine Haftung zwischen der Strahlungsaustrittsfläche 2a und Partikeln 4b. Bevorzugt ist das Sol-Gel-Material 4a so gewählt, dass es sowohl für die vom Leuchtdiodenchip 2 erzeugte elektromagnetische Strahlung, als auch für die von den Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln re-emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest größtenteils transparent ist.In the microscopic observation of the radiation exit surface 2a of the LED chip 2 as they are in 2A is indicated schematically, the contours of the Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b in the layer 4 clearly visible. Sol-gel material 4a can be both between radiation exit surface 2a and particles 4b as well as on the particles 4b are located. The sol-gel material 4a thereby mediates adhesion between the radiation exit surface 2a and particles 4b , The sol-gel material is preferred 4a chosen so that it is suitable for both the LED chip 2 generated electromagnetic radiation, and at least for the most part is transparent to the re-emitted from the luminescence conversion material particles electromagnetic radiation.

Es ist weiter möglich, dass das Lumineszenzkonversionsmaterial Partikel mehrere, unterschiedliche Konvertermaterialien umfasst. So kann sich das Lumineszenzkonversionsmaterial beispielsweise aus Partikeln zusammensetzen, die blaues Licht in gelbes und Partikeln die blaues Licht in rotes Licht konvertieren. Derart erzeugtes weißes Licht zeichnet sich durch einen besonders guten Farbwiedergabewert aus.It is also possible that the luminescence conversion material particles comprises a plurality of different converter materials. For example, the luminescence conversion material may be composed of particles that convert blue light to yellow and particles to convert the blue light to red light. Such generated white light is characterized by a particularly good color rendering value.

2B zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements. 2 B shows a schematic sectional view of a second embodiment of the optoelectronic device described here.

Wie im Ausführungsbeispiel der 2A wird auch hier ein Großteil der im Leuchtdiodenchip 2 erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch die Strahlungsaustrittsfläche 2a des Leuchtdiodenchips 2 ausgekoppelt.As in the embodiment of 2A Here is a large part of the LED chip 2 generated electromagnetic radiation through the radiation exit surface 2a of the LED chip 2 decoupled.

Die Strahlungsaustrittsfläche 2a ist zumindest stellenweise mit Material 4 beschichtet. Das Material 4 umfasst ein Sol-Gel-Material 4a und Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b. Dabei ist es auch möglich, dass Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b unterschiedlicher Lumineszenzkonversionsmaterialien im Material 4 enthalten sind. Die Partikel unterschiedlicher Lumineszenzkonversionsmaterialien konvertieren die vom Leuchtdiodenchip 2a emittierte Strahlung in elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen.The radiation exit surface 2a is at least in places with material 4 coated. The material 4 includes a sol-gel material 4a and luminescence conversion material particles 4b , It is also possible that Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b different luminescence conversion materials in the material 4 are included. The particles of different luminescence conversion materials convert the from the LED chip 2a emitted radiation in electromagnetic radiation of different wavelengths.

Die mittlere Schichtdicke a des Sol-Gel-Materials 4a beträgt bevorzugt zwischen 0,5 μm und 2 μm. Der mittlere Partikeldurchmesser b der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel beträgt bevorzugt zwischen 1 und 5 μm.The mean layer thickness a of the sol-gel material 4a is preferably between 0.5 microns and 2 microns. The mean particle diameter b of the luminescence conversion material particles is preferably between 1 and 5 μm.

Wie einer mikroskopischen Betrachtung der Strahlungsaustrittsfläche 2a des Leuchtdiodenchips 2 zu entnehmen ist, können im beschriebenen Ausführungsbeispiel Lumineszenzkonversionspartikel 4b auch übereinander angeordnet sein. Auf diese Weise können mehrere Lagen 4c von Lumineszenzkonversionspartikeln 4b auf der Strahlungsaustrittsfläche 2a angeordnet sein. Sol-Gel-Material 4a überzieht sowohl Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b im Inneren der Lagen 4c als auch am äußeren Rand der Lagen 4c zumindest teilweise. Die mittlere Schichtdicke a des Sol-Gel-Materials 4a ist dabei auch im Inneren der Lagen 4c bevorzugt kleiner als der mittlere Partikeldurchmesser b der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b. Die Konturen der äußeren Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b sind auch in diesem Ausführungsbeispiel in der Schicht 4 deutlich zu erkennen.Like a microscopic view of the radiation exit surface 2a of the LED chip 2 can be seen in the described embodiment Lumineszenzkonversionspartikel 4b also be arranged one above the other. In this way, several layers 4c of luminescence conversion particles 4b on the radiation exit surface 2a be arranged. Sol-gel material 4a Coats both luminescence conversion material particles 4b inside the layers 4c as well as on the outer edge of the layers 4c at least partially. The mean layer thickness a of the sol-gel material 4a is also inside the layers 4c preferably smaller than the mean particle diameter b of the luminescence conversion material particles 4b , The contours of the outer Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel 4b are also in this embodiment in the layer 4 clearly visible.

3 zeigt ein optoelektronisches Bauteil mit einem oben beschriebenen optoelektronischen Bauelement. Bei dem Bauteil handelt es sich zum Beispiel um eine Leuchtdiode 20. 3 shows an optoelectronic component with an optoelectronic component described above. The component is, for example, a light-emitting diode 20 ,

Die Leuchtdiode 20 enthält einen Leuchtdiodenchip 2, dessen Strahlungsaustrittsfläche mit einem Material 4 beschichtet ist, das ein Sol-Gel-Material und Partikel eines Lumineszenzkonversionsmaterials enthält. Beispielsweise in einer Ecke der Strahlungsaustrittsfläche 2a des Leuchtdiodenchips 2 ist ein Bond-Pad 3 angeordnet, über das der Leuchtdiodenchip mittels eines Bond-Drahtes 5 kontaktiert werden kann. Es ist aber auch möglich, dass der Leuchtdiodenchip 2 mittels Flipchipmontagetechnik befestigt ist. Ein Bond-Draht 5 entfällt dann.The light-emitting diode 20 contains a LED chip 2 , whose radiation exit surface with a material 4 coated containing a sol-gel material and particles of a luminescence conversion material. For example, in a corner of the radiation exit surface 2a of the LED chip 2 is a bond pad 3 arranged over which the LED chip by means of a bonding wire 5 can be contacted. But it is also possible that the LED chip 2 is attached by flip chip mounting technology. A bond wire 5 then disappears.

Der Chip ist mit seiner der Strahlungsaustrittsfläche 2a gegenüberliegenden Oberfläche elektrisch leitend und mechanisch stabil mit einem ersten Anschlussteil 7a verbunden. Der Wire-Bond-Draht 5 verbindet den Leuchtdiodenchip 2 mit einem zweiten elektrischen Anschlussteil 7b.The chip is with its the radiation exit surface 2a opposite surface electrically conductive and mechanically stable with a first connection part 7a connected. The wire bond wire 5 connects the LED chip 2 with a second electrical connection part 7b ,

Der Leuchtdiodenchip 2 ist in der Ausnehmung eines Gehäuses 6 angeordnet, dessen Innenwände beispielsweise reflektierend ausgestaltet sein können. Die Ausnehmung kann darüber hinaus eine Vergussmasse 8 enthalten, die zumindest für die vom Leuchtdiodenchip 2 erzeugte elektromagnetische Strahlung und die vom Lumineszenzkonversionsmaterial re-emittierte elektromagnetische Strahlung transparent ist. Bei der Vergussmasse 8 handelt es sich beispielsweise um ein Epoxid- oder ein Silikonharz. Es ist darüber hinaus auch möglich, dass die Ausnehmung mit einem Vergussmaterial 8 gefüllt ist, das ein Sol-Gel-Material beispielsweise auf Basis von SiO3 umfasst.The LED chip 2 is in the recess of a housing 6 arranged, the inner walls may be configured, for example, reflective. The recess may also have a potting compound 8th included, at least for the of the LED chip 2 generated electromagnetic radiation and the re-emitted from the luminescence conversion material electromagnetic radiation is transparent. At the potting compound 8th For example, it is an epoxy or a silicone resin. It is also possible that the recess with a potting material 8th is filled, which comprises a sol-gel material, for example based on SiO 3 .

Claims (18)

Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, bei dem ein Körper (2), der eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen im Wafer-Verbund (10) umfasst, mit einem Material (4) beschichtet wird, das ein Sol-Gel-Material (4a) und Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) enthält, wobei die Korngröße der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) größer ist, als die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials (4a).Method for producing an optoelectronic component, in which a body ( 2 ), which comprises a multiplicity of wafer-composite optoelectronic components ( 10 ), with a material ( 4 ) which is a sol-gel material ( 4a ) and luminescence conversion material particles ( 4b ), wherein the grain size of the luminescence conversion material particles ( 4b ) is greater than the average layer thickness of the sol-gel material ( 4a ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wafer-Verbund (10) zumindest eines der folgenden optoelektronischen Bauelemente enthält: Laserdiodenchip, Photodiodenchip, Leuchtdiodenchip.The method of claim 1, wherein the wafer composite ( 10 ) contains at least one of the following optoelectronic components: laser diode chip, photodiode chip, LED chip. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Körper (2) eines der folgenden optoelektronischen Bauelemente umfasst: Laserdiodenchip, Photodiodenchip, Leuchtdiodenchip.The method of claim 1, wherein the body ( 2 ) one of the following optoelectronic Components comprises: laser diode chip, photodiode chip, LED chip. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sol-Gel-Material (4a) eines der folgenden Materialien enthält: ZnO, SiO2, Al2O3, SnO, AlN, GaN.Method according to one of the preceding claims, wherein the sol-gel material ( 4a ) contains one of the following materials: ZnO, SiO 2 , Al 2 O 3 , SnO, AlN, GaN. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Lumineszenzkonversionsmaterial (4b) wenigstens eines der folgenden Materialien enthält: anorganische Phosphore, organische Farbstoffe, Erdalkalisulfate.Method according to one of the preceding claims, wherein the luminescence conversion material ( 4b ) contains at least one of the following materials: inorganic phosphors, organic dyes, alkaline earth sulfates. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Lumineszenzkonversionsmaterial (4b) wenigstens eines der folgenden dotierten Granate enthält: YAG:Ce, TAG:Ce, TbYAG:Ce.The method of claim 5, wherein the luminescence conversion material ( 4b ) contains at least one of the following doped garnets: YAG: Ce, TAG: Ce, TbYAG: Ce. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sol-Gel (4a) wenigstens eines der folgenden Lösungsmittel enthält: Ethanol, Isopropanol.Method according to one of the preceding claims, wherein the sol-gel ( 4a ) contains at least one of the following solvents: ethanol, isopropanol. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Material (4) nach dem Beschichten zu einem Gel getrocknet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the material ( 4 ) is dried to a gel after coating. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Körper (2) mittels eines der folgenden Beschichtungsverfahren beschichtet wird: Sprühen, Tauchbeschichten, Rotationsbeschichten, Siebdruck, Aufrakeln, Strahldruck.Method according to one of the preceding claims, wherein the body ( 2 ) is coated by means of one of the following coating methods: spraying, dip coating, spin coating, screen printing, knife coating, jet printing. Optoelektronisches Bauelement, aufweisend – eine Strahlungsdurchtrittsfläche (2a) – eine Schicht (4), die der Strahlungsdurchtrittsfläche (2a) nachgeordnet ist, wobei die Schicht ein Sol-Gel-Material (4a) enthält, das eine Haftung zwischen dem Bauelement (2) und Lumineszenzkonversionsmaterialpartikeln (4b) vermittelt, wobei – die Korngröße der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) größer ist, als die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials (4a), und – die Seitenflächen des Bauelements frei von der Schicht (4) sind.Optoelectronic component, comprising - a radiation passage area ( 2a ) - a layer ( 4 ), the radiation passage area ( 2a ), wherein the layer is a sol-gel material ( 4a ), the adhesion between the component ( 2 ) and luminescence conversion material particles ( 4b ), wherein - the particle size of the luminescence conversion material particles ( 4b ) is greater than the average layer thickness of the sol-gel material ( 4a ), and - the side surfaces of the device free of the layer ( 4 ) are. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10, bei dem das optoelektronische Bauelement (2) eines der folgenden Bauelemente umfasst: Laserdiodenchip, Photodiodenchip, Leuchtdiodenchip.Optoelectronic component according to Claim 10, in which the optoelectronic component ( 2 ) comprises one of the following components: laser diode chip, photodiode chip, light-emitting diode chip. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Sol-Gel-Material (4a) eines der folgenden Materialien enthält: ZnO, SiO2, Al2O3, SnO, AlN, GaN.Optoelectronic component according to Claim 10 or 11, in which the sol-gel material ( 4a ) contains one of the following materials: ZnO, SiO 2 , Al 2 O 3 , SnO, AlN, GaN. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem das Lumineszenzkonversionsmaterial (4b) wenigstens eines der folgenden Materialien enthält: anorganische Phosphore, organische Farbstoffe, Erdalkalisulfate.Optoelectronic component according to one of Claims 10 to 12, in which the luminescence conversion material ( 4b ) contains at least one of the following materials: inorganic phosphors, organic dyes, alkaline earth sulfates. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10, bei dem die Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) zumindest stellenweise mit dem Sol-Gel-Material (4a) beschichtet sind.An optoelectronic component according to claim 10, wherein the luminescence conversion material particles ( 4b ) at least in places with the sol-gel material ( 4a ) are coated. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials (4a) maximal 2 μm beträgt.Optoelectronic component according to one of Claims 10 to 14, in which the mean layer thickness of the sol-gel material ( 4a ) is a maximum of 2 μm. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 15, bei dem die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials (4a) maximal 1 μm beträgt.Optoelectronic component according to Claim 15, in which the mean layer thickness of the sol-gel material ( 4a ) is a maximum of 1 μm. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 16, bei dem die mittlere Schichtdicke des Sol-Gel-Materials (4a) maximal 0,5 μm beträgt.Optoelectronic component according to Claim 16, in which the mean layer thickness of the sol-gel material ( 4a ) is a maximum of 0.5 μm. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem ein mittlerer Korndurchmesser (b) der Lumineszenzkonversionsmaterialpartikel (4b) kleiner gleich 5 μm ist.Optoelectronic component according to one of claims 10 to 17, in which a mean grain diameter (b) of the luminescence conversion material particles ( 4b ) is less than or equal to 5 microns.
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