DE102011056813A1 - Method for producing a light-emitting diode - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit den folgenden Schritten angegeben: – Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips (1), – Bereitstellen eines Umhüllungsmaterials (2) für den Leuchtdiodenchip (1), – Bereitstellen von elektrisch geladenen Teilchen (31) eines ersten Leuchtstoffs, – Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs in das Umhüllungsmaterial (2), – Umhüllen des Leuchtdiodenchips (1) mit dem Umhüllungsmaterial (2), – Aufbringen zumindest eines Teils der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs auf zumindest einen Teil einer Außenfläche (1a) des Leuchtdiodenchips (1) durch Sedimentation der Teilchen (31) im Umhüllungsmaterial (2), wobei – die Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft (4) auf die elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs erfolgt.A method for producing a light-emitting diode is provided with the following steps: provision of a light-emitting diode chip 1, provision of a cladding material 2 for the light-emitting diode chip 1, provision of electrically charged particles 31 of a first phosphor, Introducing the electrically charged particles (31) of the first phosphor into the wrapping material (2), wrapping the light-emitting diode chip (1) with the wrapping material (2), applying at least one part of the electrically charged particles (31) of the first phosphor Part of an outer surface (1a) of the LED chip (1) by sedimentation of the particles (31) in the wrapping material (2), wherein - the sedimentation under the influence of an electric force (4) takes place on the electrically charged particles (31) of the first phosphor.

Description

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode angegeben.A method for producing a light-emitting diode is specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode anzugeben, das besonders wirtschaftlich durchgeführt werden kann.An object to be solved is to provide a method for producing a light-emitting diode, which can be carried out particularly economically.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Leuchtdiodenchip bereitgestellt. Bei dem Leuchtdiodenchip handelt es sich insbesondere um einen Leuchtdiodenchip, der im Betrieb UV-Strahlung und/oder blaues Licht emittiert. Der Leuchtdiodenchip kann zum Beispiel auf einem III–V-Verbindungs-Halbleitermaterial, insbesondere auf einem Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial, basieren. Der Leuchtdiodenchip ist im Betrieb beispielsweise zur Erzeugung von UV-Strahlung und/oder blauem Licht geeignet. In accordance with at least one embodiment of the method, a light-emitting diode chip is provided. The light-emitting diode chip is, in particular, a light-emitting diode chip which emits UV radiation and / or blue light during operation. The light-emitting diode chip may be based, for example, on a III-V compound semiconductor material, in particular on a nitride compound semiconductor material. The LED chip is suitable in operation, for example, for generating UV radiation and / or blue light.

Ein III–V-Verbindungs-Halbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, wie beispielsweise B, Al, Ga, In, und ein Element aus der fünften Hauptgruppe, wie beispielsweise N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der Begriff "III–V-Verbindungs-Halbleitermaterial" die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, beispielsweise Nitrid- und Phosphid-Verbindungshalbleiter. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem zum Beispiel ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen.A III-V compound semiconductor material comprises at least one element of the third main group such as B, Al, Ga, In, and a fifth main group element such as N, P, As. In particular, the term "III-V compound semiconductor material" includes the group of binary, ternary or quaternary compounds containing at least one element from the third main group and at least one element from the fifth main group, for example nitride and phosphide compound semiconductors. Such a binary, ternary or quaternary compound may also have, for example, one or more dopants and additional constituents.

"Auf Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass eine Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest eine zur Strahlungserzeugung vorgesehene aktive Zone und/oder ein Aufwachssubstratwafer, ein Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können."Based on nitride compound semiconductor material" in the present context means that a semiconductor layer sequence or at least a part thereof, particularly preferably at least one radiation zone provided for active zone and / or a growth substrate wafer, a nitride compound semiconductor material, preferably Al n Ga m In 1-nm N or consists of this, where 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 and n + m ≤ 1. This material does not necessarily have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may, for example, have one or more dopants and additional constituents. For the sake of simplicity, however, the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, N), even if these can be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances.

Der Leuchtdiodenchip umfasst eine Außenfläche, die ihn nach außen begrenzt. Im Betrieb des Leuchtdiodenchips tritt zumindest ein Teil der im Leuchtdiodenchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch zumindest einen Teil der Außenfläche aus.The LED chip has an outer surface that limits it to the outside. During operation of the light-emitting diode chip, at least part of the electromagnetic radiation generated in the light-emitting diode chip exits through at least part of the outer surface.

Der Leuchtdiodenchip kann beim Bereitstellen auf einem Anschlussträger wie etwa einer Leiterplatte oder einem Leiterrahmen (englisch auch Leadframe) angeordnet werden. Beispielsweise wird der Leuchtdiodenchip mechanisch und elektrisch leitend mit dem Anschlussträger verbunden. Ferner ist es möglich, dass nicht nur ein einzelner Leuchtdiodenchip, sondern zwei oder mehr Leuchtdiodenchips bereitgestellt werden. Die Leuchtdiodenchips sind dann insbesondere gleichartig aufgebaut, das heißt im Rahmen der Herstellungstoleranz emittieren sie im Betrieb elektromagnetische Strahlung im gleichen Wellenlängenbereich.The LED chip can be arranged when providing on a connection carrier such as a printed circuit board or a leadframe. For example, the LED chip is mechanically and electrically connected to the connection carrier. Furthermore, it is possible that not only a single light-emitting diode chip but two or more light-emitting diode chips are provided. The light-emitting diode chips are then in particular of a similar construction, that is to say they emit electromagnetic radiation in the same wavelength range during operation as part of the manufacturing tolerance.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Umhüllungsmaterial für den Leuchtdiodenchip bereitgestellt. Bei dem Umhüllungsmaterial handelt es sich insbesondere um ein Kunststoffmaterial, das für vom Leuchtdiodenchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässig ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Umhüllungsmaterial um ein Silikon oder um ein Silikon-Epoxid-Hybridmaterial handeln. Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem Umhüllungsmaterial um ein glashaltiges Material handelt, beispielsweise handelt es sich bei dem Umhüllungsmaterial dann um ein Sol-Gel-Material. Das Umhüllungsmaterial wird in einer flüssigen oder zähflüssigen Form bereitgestellt. Das Umhüllungsmaterial kann insbesondere elektrisch isolierend sein.In accordance with at least one embodiment of the method, a cladding material for the light-emitting diode chip is provided. The wrapping material is in particular a plastic material which is at least partially permeable to electromagnetic radiation generated by the LED chip during operation. For example, the wrapping material may be a silicone or a silicone-epoxy hybrid material. Further, it is possible that the cladding material is a glassy material, for example, the cladding material is then a sol-gel material. The wrapping material is provided in a liquid or viscous form. The wrapping material may in particular be electrically insulating.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden elektrisch geladene Teilchen eines ersten Leuchtstoffes bereitgestellt. According to at least one embodiment of the method, electrically charged particles of a first phosphor are provided.

Bei dem Leuchtstoff kann es sich beispielsweise um einen keramischen Leuchtstoff wie einen der folgenden Leuchtstoffe handeln: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxynitride und mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Sialone. The phosphor may be, for example, a ceramic phosphor such as one of the following: rare earth doped garnets, rare earth doped alkaline earth sulfides, rare earth doped thiogallates, rare earth doped aluminates, rare earth doped orthosilicates, rare earth doped chlorosilicates, rare earth doped alkaline earth metal nitrides, rare earth doped oxynitrides and rare earth doped aluminum oxynitrides, rare earth doped silicon nitrides, metals rare earth endowed sialone.

Besonders geeignete Leuchtstoffe sind Granate, Aluminate, Nitride und Mischungen von zumindest zwei dieser Leuchtstoffe. Beispielsweise können Partikel der folgenden Leuchtstoffe zum Einsatz kommen: (Y,Lu)3(Al,Ga)8O12:Ce3+, CaAlSiN3:Eu2+, (Ba,Sr)2Si5N8:Eu2+.Particularly suitable phosphors are garnets, aluminates, nitrides and mixtures of at least two of these phosphors. For example, particles of the following phosphors can be used: (Y, Lu) 3 (Al, Ga) 8 O 12 : Ce 3+ , CaAlSiN 3 : Eu 2+ , (Ba, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ ,

Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem Leuchtstoff um einen so genannten Nano-Leuchtstoff handelt, bei dem Partikel des Leuchtstoffs Durchmesser zwischen beispielsweise wenigstens 1 nm und höchstens 100 nm aufweisen können. Nano-Leuchtstoffe sind zum Beispiel in der Druckschrift US 2009/0173957 beschrieben, die hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird. Furthermore, it is possible that the phosphor is a so-called nano-phosphor in which particles of the phosphor can have diameters between, for example, at least 1 nm and at most 100 nm. Nano-phosphors are for example in the document US 2009/0173957 described, which is hereby expressly incorporated by reference.

Ferner ist es möglich, dass der Leuchtstoff mit Quantenpunkten gebildet ist. Geeignete Materialien sind hier beispielsweise PbS oder CdS. Insbesondere können die Quantenpunkte auf III–V- oder II–VI-Verbindungs-Halbleitermaterialien basieren. Ein II–VI-Verbindungs-Halbleitermaterial weist insbesondere wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe, wie beispielsweise Be, Mg, Ca, Sr, und ein Element aus der sechsten Hauptgruppe, wie beispielsweise O, S, Se, auf. Insbesondere umfasst ein II–VI-Verbindungs-Halbleitermaterial eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung, die wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der sechsten Hauptgruppe umfasst. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Beispielsweise gehören zu den II/VI-Verbindungs-Halbleitermaterialien: ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS, MgBeO.Further, it is possible that the phosphor is formed with quantum dots. Suitable materials here are, for example, PbS or CdS. In particular, the quantum dots may be based on III-V or II-VI compound semiconductor materials. Specifically, an II-VI compound semiconductor material has at least one element of the second main group such as Be, Mg, Ca, Sr, and a sixth main group element such as O, S, Se. In particular, an II-VI compound semiconductor material comprises a binary, ternary or quaternary compound comprising at least one element from the second main group and at least one element from the sixth main group. Such a binary, ternary or quaternary compound may additionally have, for example, one or more dopants and additional constituents. For example, the II / VI compound semiconductor materials include: ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS, MgBeO.

Der Leuchtstoff ist insbesondere zur so genannten Abwärtskonversion geeignet. Das heißt, Primärstrahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich wird vom Leuchtstoff absorbiert und Sekundärstrahlung aus einem zweiten Wellenlängenbereich wird vom Leuchtstoff emittiert, wobei der zweite Wellenlängenbereich Wellenlängen umfasst, die größer sind als der erste Wellenlängenbereich.The phosphor is particularly suitable for so-called downward conversion. That is, primary radiation from a first wavelength range is absorbed by the phosphor and secondary radiation from a second wavelength range is emitted by the phosphor, wherein the second wavelength range comprises wavelengths that are greater than the first wavelength range.

Die Teilchen des ersten Leuchtstoffs sind elektrisch geladen. Das heißt, die Teilchen des ersten Leuchtstoffs tragen beispielsweise eine Oberflächenladung, die bei der Herstellung des Leuchtstoffes erzeugt werden kann oder durch Nachbehandlung des Leuchtstoffes erzeugt wird. Beispielsweise kann die Ladung durch Behandlung der Teilchen mit einer Säure erzeugt werden.The particles of the first phosphor are electrically charged. That is, the particles of the first phosphor carry, for example, a surface charge that can be generated during the production of the phosphor or is produced by post-treatment of the phosphor. For example, the charge can be generated by treating the particles with an acid.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtdiodenchips in das Umhüllungsmaterial eingebracht. Dazu können die elektrisch geladenen Teilchen des Leuchtstoffs beispielsweise auf das Umhüllungsmaterial aufgestreut werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes mechanisch mit dem Umhüllungsmaterial vermischt werden.In accordance with at least one embodiment of the method, the electrically charged particles of the first light-emitting diode chip are introduced into the cladding material. For this purpose, the electrically charged particles of the phosphor can be scattered, for example, onto the wrapping material. In addition, it is possible that the electrically charged particles of the first phosphor are mechanically mixed with the wrapping material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leuchtdiodenchip mit dem Umhüllungsmaterial umhüllt. Beispielsweise kann der Leuchtdiodenchip mit dem Umhüllungsmaterial umgossen oder umspritzt werden. Das Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes in das Umhüllungsmaterial kann vor dem Umhüllen oder nach dem Umhüllen des Leuchtdiodenchips mit dem Umhüllungsmaterial erfolgen.In accordance with at least one embodiment of the method, the light-emitting diode chip is enveloped by the cladding material. For example, the LED chip can be encapsulated or encapsulated with the wrapping material. The introduction of the electrically charged particles of the first phosphor in the wrapping material can be done before wrapping or after wrapping the LED chip with the wrapping material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Teil der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs auf zumindest einen Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips durch Sedimentation der Teilchen im Umhüllungsmaterial aufgebracht. Das heißt, der Leuchtdiodenchip ist relativ zu zumindest einem Teil der Teilchen des ersten Leuchtstoffes in Gravitationsrichtung nachgeordnet, so dass aufgrund der auf die Teilchen wirkenden Gewichtskraft ein Absinken der Teilchen, also eine Sedimentation der Teilchen, in Richtung zumindest eines Teils der Außenfläche des Leuchtdiodenchips erfolgt. Die Außenfläche des Leuchtdiodenchips ist jene Fläche, die den Leuchtdiodenchip nach außen begrenzt. Im Betrieb des Leuchtdiodenchips tritt zumindest ein Teil der im Leuchtdiodenchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch zumindest einen Teil der Außenfläche aus. Zumindest ein Teil der Teilchen des ersten Leuchtstoffes wird auf diesen Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips aufgebracht.In accordance with at least one embodiment of the method, at least part of the electrically charged particles of the first phosphor are applied to at least part of the outer surface of the light-emitting diode chip by sedimentation of the particles in the covering material. That is, the LED chip is arranged downstream relative to at least a portion of the particles of the first phosphor in the gravitational direction, so that due to the gravitational force acting on the particles, a sinking of the particles, ie a sedimentation of the particles, in the direction of at least part of the outer surface of the LED chip takes place , The outer surface of the LED chip is the surface that limits the LED chip to the outside. During operation of the light-emitting diode chip, at least part of the electromagnetic radiation generated in the light-emitting diode chip exits through at least part of the outer surface. At least part of the particles of the first phosphor is applied to this part of the outer surface of the LED chip.

Die Teilchen des ersten Leuchtstoffes sind derart gewählt, dass sie im Betrieb des Leuchtdiodenchips zumindest einen Teil der vom Leuchtdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung absorbieren. Nachfolgend emittieren die Teilchen elektromagnetische Strahlung aus einem anderen Wellenlängenbereich.The particles of the first phosphor are chosen such that they absorb at least part of the electromagnetic radiation generated by the LED chip during operation of the LED chip. Subsequently, the particles emit electromagnetic radiation from another wavelength range.

Die Sedimentation der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes erfolgt unter Einfluss einer elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes. Die Kraft ist vorzugsweise zumindest teilweise in Richtung der Außenfläche des Leuchtdiodenchips gerichtet. Das heißt, die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes sinken im Umhüllungsmaterial in Richtung des Leuchtdiodenchips nicht nur aufgrund ihrer Gewichtskraft, sondern die Sedimentation wird durch den Einfluss einer elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes unterstützt. Insgesamt wird die Sedimentation also beispielsweise durch eine elektrostatische Anziehung zwischen den Teilchen des Leuchtstoffes und der Außenfläche des Leuchtdiodenchips beschleunigt. Die Kraft wird dabei insbesondere gezielt eingesetzt. Das heißt, es werden Maßnahmen ergriffen, dass eine, die Sedimentation unterstützende, elektrische Kraft auf die Teilchen des Leuchtstoffs wirkt. Die Kraft wirkt in einer Vorzugsrichtung, zum Beispiel in Richtung der Außenfläche des Leuchtdiodenchips.The sedimentation of the electrically charged particles of the first phosphor occurs under the influence of an electric force on the electrically charged particles of the first phosphor. The force is preferably directed at least partially in the direction of the outer surface of the LED chip. That is, the electrically charged particles of the first phosphor sink in the wrapping material in the direction of the light emitting diode chip not only due to their weight, but the sedimentation is promoted by the influence of an electric force on the electrically charged particles of the first phosphor. Overall, the sedimentation is thus accelerated, for example, by an electrostatic attraction between the particles of the phosphor and the outer surface of the LED chip. The power is used specifically targeted. That is, measures are taken to have an electrical force that aids sedimentation act on the particles of the phosphor. The Force acts in a preferred direction, for example in the direction of the outer surface of the LED chip.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode die folgenden Schritte:

  • – Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips,
  • – Bereitstellen eines Umhüllungsmaterials für den Leuchtdiodenchip,
  • – Bereitstellen von elektrisch geladenen Teilchen eines ersten Leuchtstoffs,
  • – Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs in das Umhüllungsmaterial,
  • – Umhüllen des Leuchtdiodenchips mit dem Umhüllungsmaterial,
  • – Aufbringen zumindest eines Teils der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes auf zumindest einen Teil einer Außenfläche des Leuchtdiodenchips durch Sedimentation der Teilchen im Umhüllungsmaterial, wobei
  • – die Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs erfolgt.
In accordance with at least one embodiment of the method, the method for producing a light-emitting diode comprises the following steps:
  • Providing a light-emitting diode chip,
  • Providing a wrapping material for the LED chip,
  • Providing electrically charged particles of a first phosphor,
  • Introducing the electrically charged particles of the first phosphor into the wrapping material,
  • Wrapping the LED chip with the wrapping material,
  • Applying at least a portion of the electrically charged particles of the first phosphor to at least a portion of an outer surface of the LED chip by sedimentation of the particles in the cladding material, wherein
  • - The sedimentation takes place under the influence of an electric force on the electrically charged particles of the first phosphor.

Der Leuchtdiodenchip wird derart mit dem Umhüllungsmaterial umhüllt, dass die freiliegende Außenfläche des Leuchtdiodenchips, also beispielsweise der Teil der Außenfläche, der nicht vom Anschlussträger bedeckt ist, auf dem der Leuchtdiodenchip aufgebracht ist, stoffschlüssig den Leuchtdiodenchip bedeckt. Das Umhüllungsmaterial befindet sich dann beispielsweise in direktem Kontakt mit der Außenfläche des Leuchtdiodenchips und folgt der Form der Außenfläche des Leuchtdiodenchips nach.The LED chip is enveloped in such a way with the wrapping material, that the exposed outer surface of the LED chip, so for example, the part of the outer surface, which is not covered by the connection carrier on which the LED chip is applied, cohesively covers the LED chip. The wrapping material is then, for example, in direct contact with the outer surface of the LED chip and follows the shape of the outer surface of the LED chip after.

Eine mittels des hier beschriebenen Verfahrens hergestellte Leuchtdiode eignet sich beispielsweise zur Erzeugung von weißem Licht. Dazu erzeugt der Leuchtdiodenchip im Betrieb beispielsweise blaues Licht. Zumindest ein Teil dieses blauen Lichts wird mit Hilfe der Teilchen des ersten Leuchtstoffes in Licht anderer Farbe umgewandelt. Die Leuchtdiode emittiert dann im Betrieb Mischlicht, bei dem es sich um weißes Licht handeln kann. A light-emitting diode produced by means of the method described here is suitable, for example, for producing white light. For this purpose, the light-emitting diode chip generates blue light during operation, for example. At least part of this blue light is converted into light of a different color by means of the particles of the first phosphor. The LED then emits in operation mixed light, which may be white light.

Beim hier beschriebenen Verfahren weisen die Teilchen des Leuchtstoffs vorzugsweise eine Dichte auf, die größer ist als die Dichte des Umhüllungsmaterials. Aufgrund ihrer Gewichtskraft sinken die Teilchen des Leuchtstoffes in Richtung des Leuchtdiodenchips ab. Ohne eine zusätzlich wirkende elektrische Kraft kann es zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Teilchen um den Leuchtdiodenchip herum kommen. Beispielsweise können Kanten des Leuchtdiodenchips im Vergleich zu den Durchmessern der Teilchen klein sein. Dies führt dazu, dass die Teilchen beim Absinken ohne den Einfluss einer elektrischen Kraft, die unmittelbar auf eine Kante des Leuchtdiodenchips treffen, an der Kante herabsinken und der Leuchtdiodenchip daher nicht mit einer gleichmäßig dicken Schicht aus Teilchen des Leuchtstoffes bedeckt wird. Dies kann bei der derart hergestellten Leuchtdiode zu einem ungleichmäßigen Farbbild des im Betrieb abgestrahlten Lichts führen. Beispielsweise emittiert die Leuchtdiode dann unter bestimmten Winkeln sichtbar blaues Licht (so genanntes "blue piping"). Dies kann sich als besonders nachteilig herausstellen, bei Leuchtdiodenchips, die einen elektrisch isolierenden Träger wie beispielsweise ein Aufwachssubstrat aus Saphir oder undotiertem Silizium umfassen. Ferner kann es sich bei komplexen Geometrien des Leuchtdiodenchips, wenn der Leuchtdiodenchip beispielsweise Hinterschneidungen aufweist, als nachteilig erweisen, dass durch die Hinterschneidung abgeschirmte Bereiche des Leuchtdiodenchips nicht mit sedimentierten Teilchen des Leuchtstoffes bedeckt werden. Ferner führt ein Absinken der Teilchen ohne Unterstützung einer elektrischen Kraft zu einer langsamen Prozessführung, die wenig wirtschaftlich ist.In the method described herein, the particles of the phosphor preferably have a density which is greater than the density of the coating material. Due to their weight force, the particles of the phosphor sink in the direction of the LED chip. Without an additional electric force, there may be an uneven distribution of the particles around the LED chip. For example, edges of the LED chip may be small compared to the diameters of the particles. This results in the particles sinking at the edge during descent without the influence of an electric force striking directly on an edge of the light-emitting diode chip, and the light-emitting diode chip therefore not being covered with a uniformly thick layer of particles of the phosphor. This may result in the light-emitting diode thus produced to an uneven color image of the light emitted during operation. For example, the light-emitting diode then emits visible blue light (so-called "blue piping") at certain angles. This may prove to be particularly disadvantageous in the case of light-emitting diode chips which comprise an electrically insulating carrier such as, for example, a sapphire or undoped silicon growth substrate. Furthermore, in the case of complex geometries of the light-emitting diode chip, if the light-emitting diode chip has, for example, undercuts, it may be disadvantageous that regions of the light-emitting diode chip which are shielded by the undercut are not covered with sedimented particles of the phosphor. Furthermore, a sinking of the particles without the assistance of an electric force leads to a slow process, which is less economical.

Beim hier beschriebenen Verfahren wird die Sedimentation der Teilchen des ersten Leuchtstoffes durch die elektrische Kraft beschleunigt. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.In the method described here, the sedimentation of the particles of the first phosphor is accelerated by the electric force. This increases the economy of the process.

Nach dem Abschluss der Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes kann ein Aushärten des Umhüllungsmaterials beispielsweise mittels UV-Strahlung und/oder Erwärmen erfolgen.After the completion of the sedimentation under the influence of an electric force on the electrically charged particles of the first phosphor, curing of the coating material can take place, for example, by means of UV radiation and / or heating.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips vor dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial elektrisch geladen, wobei die Ladung elektrisch ungleichnamig zur Ladung der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes ist. Das heißt, sind die Teilchen beispielsweise negativ geladen, so wird zumindest ein Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips elektrisch positiv aufgeladen. Dazu umfasst die Außenfläche des Leuchtdiodenchips vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Material, dass elektrisch aufgeladen werden kann. In accordance with at least one embodiment of the method, at least part of the outer surface of the light-emitting diode chip is electrically charged before being enveloped by the cladding material, wherein the charge is electrically unlike the charge of the electrically charged particles of the first phosphor. That is, when the particles are negatively charged, for example, at least a part of the outer surface of the LED chip becomes electrically positively charged. For this purpose, the outer surface of the light-emitting diode chip preferably comprises an electrically insulating material that can be charged electrically.

Bei dem elektrisch isolierenden Material kann es sich beispielsweise um einen Träger des Leuchtdiodenchips und/oder eine Passivierungsschicht des Leuchtdiodenchips handeln. Die Passivierungsschicht kann beispielsweise mit Siliziumnitrid und/oder Siliziumdioxid gebildet sein. Bei dem Träger handelt es sich vorzugsweise um einen Träger für die Halbleiterschichten des Leuchtdiodenchips. Die Halbleiterschichten können epitaktisch auf den Träger abgeschieden sein. Bei dem Träger handelt es sich dann um ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichten des Leuchtdiodenchips. Darüber hinaus ist es möglich, dass das Aufwachssubstrat von den Halbleiterschichten des Leuchtdiodenchips entfernt ist und der Träger sich vom Aufwachssubstrat des Leuchtdiodenchips unterscheidet. Handelt es sich bei dem Träger um ein Aufwachssubstrat, so kann der Träger beispielsweise mit einem der folgenden Materialien gebildet sein oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Saphir, SiC.The electrically insulating material may be, for example, a carrier of the light-emitting diode chip and / or a passivation layer of the light-emitting diode chip. The passivation layer may be formed, for example, with silicon nitride and / or silicon dioxide. The carrier is preferably a carrier for the semiconductor layers of the LED chip. The semiconductor layers may be epitaxially deposited on the carrier. The carrier is then a growth substrate for the semiconductor layers of the LED chip. Furthermore it is possible that the growth substrate is removed from the semiconductor layers of the LED chip and the carrier is different from the growth substrate of the LED chip. If the support is a growth substrate, the support may be formed, for example, with one of the following materials or may be made of one of the following materials: sapphire, SiC.

Ein Träger, der vom Aufwachssubstrat verschieden ist, kann beispielsweise mit einem Kunststoffmaterial gebildet sein. For example, a carrier other than the growth substrate may be formed with a plastic material.

Ferner ist es möglich, dass der Träger, der von einem Aufwachssubstrat verschieden ist, mit einem keramischen Material wie Al2O3 oder AlN gebildet ist.Further, it is possible that the support other than a growth substrate is formed with a ceramic material such as Al 2 O 3 or AlN.

Aufgrund der Tatsache, dass zumindest ein Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips elektrisch geladen ist, zieht dieser Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips die elektrisch ungleichnamig geladenen Teilchen des Leuchtstoffes an. Auf diese Weise ist es möglich, dass auch kompliziert ausgeformte Außenflächen, die beispielsweise eine Hinterschneidung aufweisen, mit den Teilchen des Leuchtstoffes beschichtet, insbesondere gleichmäßig beschichtet, werden. In diesem Fall ist es sogar möglich, dass sich ein Teil der Teilchen des Leuchtstoffes entgegen ihrer Gewichtskraft in Richtung der elektrisch geladenen Außenfläche des Leuchtdiodenchips bewegt. So können Hinterschneidungen, die in Gravitationsrichtung von einem Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips abgeschirmt werden, mit elektrisch geladenen Teilchen des Leuchtstoffes beschichtet werden.Due to the fact that at least a part of the outer surface of the light-emitting diode chip is electrically charged, this part of the outer surface of the light-emitting diode chip attracts the particles of the phosphor that are charged with different energy. In this way, it is possible that even complicated outer surfaces formed, for example, have an undercut coated with the particles of the phosphor, in particular evenly coated, are. In this case, it is even possible that a part of the particles of the phosphor moves against its weight in the direction of the electrically charged outer surface of the LED chip. Thus, undercuts, which are shielded in the direction of gravity of a part of the outer surface of the LED chip, be coated with electrically charged particles of the phosphor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leuchtdiodenchip mit dem Umhüllungsmaterial in einem elektrischen Feld angeordnet, woraus die elektrische Kraft aus der Wechselwirkung der elektrischen Ladung der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes und dem elektrischen Feld resultiert, wobei die elektrische Kraft zumindest für manche der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs eine Komponente in Richtung des Leuchtdiodenchips aufweist. Mit anderen Worten, erfolgt die Sedimentation der Leuchtstoffe in einem äußeren elektrischen Feld, das beispielsweise durch zwei Kondensatorplatten erzeugt werden kann. Der bereits mit dem Umhüllungsmaterial umhüllte Leuchtdiodenchip wird zum Beispiel zwischen die beiden Kondensatorplatten gesetzt. Das elektrische Feld wird derart gewählt, dass eine elektrische Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des Leuchtstoffes ausgeübt wird, welche beispielsweise in die gleiche Richtung wie die Gewichtskraft, die auf die Teilchen des Leuchtstoffes wirkt, zeigt. Hierbei ist es zusätzlich möglich, dass zumindest ein Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips vor dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial elektrisch geladen wird, wobei die Ladung elektrisch ungleichnamig zur Ladung der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes ist. Das heißt, neben der durch das elektrische Feld vermittelten elektrischen Kraft auf die Teilchen des Leuchtstoffes kann eine elektrostatische Anziehungskraft zwischen den Teilchen des Leuchtstoffes und der elektrisch geladenen Außenfläche des Leuchtdiodenchips vorhanden sein. Auf diese Weise ist eine besonders schnelle Sedimentation der elektrisch geladenen Teilchen des Leuchtstoffes möglich.In accordance with at least one embodiment of the method, the light-emitting diode chip with the cladding material is arranged in an electric field, from which the electrical force results from the interaction of the electrical charge of the electrically charged particles of the first phosphor and the electric field, wherein the electrical force is at least for some of the electrical charged particles of the first phosphor has a component in the direction of the LED chip. In other words, the sedimentation of the phosphors takes place in an external electric field, which can be generated, for example, by two capacitor plates. The light-emitting diode chip already enveloped by the cladding material is placed, for example, between the two capacitor plates. The electric field is chosen such that an electrical force is exerted on the electrically charged particles of the phosphor which, for example, point in the same direction as the weight acting on the particles of the phosphor. In this case, it is additionally possible for at least part of the outer surface of the light-emitting diode chip to be electrically charged before being enveloped by the wrapping material, the charge being electrically unlike the charge of the electrically charged particles of the first phosphor. That is, in addition to the electrical force imparted by the electric field to the particles of the phosphor, there may be an electrostatic attraction between the particles of the phosphor and the electrically charged outer surface of the LED chip. In this way, a particularly rapid sedimentation of the electrically charged particles of the phosphor is possible.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die elektrische Kraft einstellbar. Die Einstellung der elektrischen Kraft kann beispielsweise über die Einstellung der Spannung, die an den Kondensatorplatten, welche das elektrische Feld erzeugen, anliegt, erfolgen. Ferner kann die Kraft durch eine Abänderung des Abstandes der Platten verändert werden. Insgesamt gilt, dass die elektrische Kraft proportional ist zur Größe der Ladung der Teilchen, zur Spannung und umgekehrt proportional zum Abstand der Platten ist.In accordance with at least one embodiment of the method, the electrical force is adjustable. The setting of the electric force can be done, for example, by adjusting the voltage applied to the capacitor plates which generate the electric field. Further, the force can be changed by changing the distance of the plates. Overall, the electrical force is proportional to the size of the charge of the particles, to the voltage and inversely proportional to the distance of the plates.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zusätzlich zu den elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes elektrisch geladene Teilchen eines zweiten Leuchtstoffes bereitgestellt und in das Umhüllungsmaterial eingebracht. Hierbei können die elektrisch geladenen Teilchen des zweiten Leuchtstoffes zumindest im Mittel eine unterschiedlich große Ladung wie die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes tragen. Die elektrisch geladenen Teilchen des zweiten Leuchtstoffes sind gleichnamig zu den Teilchen des ersten Leuchtstoffes geladen. Beispielsweise sind die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes im Mittel stärker geladen, das heißt sie tragen eine größere Ladung, als die Teilchen des ersten Leuchtstoffes. Beispielsweise sind sowohl die Teilchen des ersten Leuchtstoffes als auch die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes negativ geladen. Das heißt, die elektrische Kraft, die auf die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes wirkt, ist beispielsweise größer als die elektrische Kraft, die auf die Teilchen des ersten Leuchtstoffes wirkt. Darüber hinaus ist es möglich, dass Teilchen weiterer Leuchtstoffe in das Umhüllungsmaterial eingebracht werden, die gleichgroße oder andere Ladungen wie die Teilchen des ersten und/oder die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes tragen.According to at least one embodiment of the method, in addition to the electrically charged particles of the first phosphor, electrically charged particles of a second phosphor are provided and introduced into the cladding material. Here, the electrically charged particles of the second phosphor can carry at least on average a charge of different size as the electrically charged particles of the first phosphor. The electrically charged particles of the second phosphor are charged with the same name to the particles of the first phosphor. For example, the particles of the second phosphor are on average more charged, that is they carry a larger charge than the particles of the first phosphor. For example, both the particles of the first phosphor and the particles of the second phosphor are negatively charged. That is, the electric force acting on the particles of the second phosphor is, for example, greater than the electric force acting on the particles of the first phosphor. Moreover, it is possible for particles of further phosphors to be introduced into the cladding material, which carry the same or different charges as the particles of the first and / or the particles of the second phosphor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt mittels des elektrischen Feldes eine Selektion der elektrisch geladenen Teilchen des ersten und des zweiten Leuchtstoffes. Aufgrund der unterschiedlichen Größe der Ladung, die die beiden Leuchtstoffarten tragen, erfolgt die Sedimentation für die eine Leuchtstoffart, mit der höheren Ladung, schneller als für die andere Leuchtstoffart. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, einen Schichtaufbau der unterschiedlichen Leuchtstoffe herbeizuführen. So können beispielsweise die stärker geladenen Leuchtstoffe eine erste Schicht auf der Außenfläche des Leuchtdiodenchips ausbilden, die größtenteils, also zu mehr als 50 %, diese Leuchtstoffteilchen umfasst. Auf dieser ersten Schicht kann eine zweite Schicht von Leuchtstoffen aufgebracht sein, die größtenteils, also zu mehr als 50 %, die schwächer geladenen Teilchen umfasst. Trotz gemeinsamer Sedimentation in der gleichen Umhüllungsmasse kann auf diese Weise also ein Schichtaufbau mit den Teilchen der Leuchtstoffe erzeugt werden, wobei elektrisch geladene Teilchen des ersten und des zweiten Leuchtstoffes in voneinander unterschiedlichen Schichten auf der Außenfläche des Leuchtdiodenchips abgeschieden sind.According to at least one embodiment of the method, a selection of the electrically charged particles of the first and the second phosphor is carried out by means of the electric field. Due to the different size of the charge carried by the two types of luminescent material, sedimentation is faster for one luminescent species, with the higher charge, than for the other Fluorescent type. In this way, it is possible, for example, to bring about a layer structure of the different phosphors. For example, the more highly charged phosphors can form a first layer on the outer surface of the LED chip, which largely, ie more than 50%, comprises these phosphor particles. On this first layer, a second layer of phosphors can be applied, which for the most part, ie more than 50%, comprises the weaker-charged particles. Despite common sedimentation in the same coating mass, a layer structure with the particles of the phosphors can thus be produced in this way, wherein electrically charged particles of the first and second phosphors are deposited in mutually different layers on the outer surface of the LED chip.

Die Ladung der Leuchtstoffe, insbesondere die Oberflächenladung der Leuchtstoffe, kann durch Behandlung der Leuchtstoffe mit Säure oder ähnlichen Verfahren eingestellt werden. Darüber hinaus kann die Oberflächenladung der Teilchen der Leuchtstoffe durch das Umhüllungsmaterial oder elektrolytische Zusatzstoffe zum Umhüllungsmaterial beeinflusst werden. Unterschiedliche Leuchtstoffe können auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden.The charge of the phosphors, in particular the surface charge of the phosphors, can be adjusted by treating the phosphors with acid or similar methods. In addition, the surface charge of the particles of the phosphors may be affected by the cladding material or electrolytic additives to the cladding material. Different phosphors can be influenced in different ways.

Im Folgenden wird das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.In the following, the method described here for producing a light-emitting diode will be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments and the associated figures.

Die 1A, 1B, 2 und 3 zeigen schematische Schnittdarstellungen, anhand derer das hier beschriebene Verfahren näher erläutert ist.The 1A . 1B . 2 and 3 show schematic sectional views, based on which the method described here is explained in more detail.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.The same, similar or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals. The figures and the proportions of the elements shown in the figures with each other are not to be considered to scale. Rather, individual elements may be exaggerated in size for better representability and / or better intelligibility.

In Verbindung mit der 1A ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Leuchtdiodenchip 1 auf einen Anschlussträger 91 mittels eines Verbindungsmaterials 6 aufgebracht. Der Leuchtdiodenchip 1 ist zumindest mechanisch am Anschlussträger 91 befestigt. Bei dem Anschlussträger 91 kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte oder einen Leiterrahmen handeln, an dem der Leuchtdiodenchip 1 mittels dem Verbindungsmaterial 6 auch elektrisch leitend angeschlossen sein kann. Darüber hinaus ist es möglich, dass es sich bei dem Anschlussträger 91 um einen temporären Hilfsträger handelt, an dem der Leuchtdiodenchip 1 lediglich zeitweise zur weiteren Verarbeitung aufgebracht ist.In conjunction with the 1A a first embodiment of a method described here is explained in more detail. In this embodiment, a light emitting diode chip 1 on a connection carrier 91 by means of a connecting material 6 applied. The LED chip 1 is at least mechanically on the connection carrier 91 attached. At the connection carrier 91 it may be, for example, a printed circuit board or a lead frame on which the LED chip 1 by means of the connecting material 6 can also be connected electrically conductive. In addition, it is possible that it is the connection carrier 91 is a temporary subcarrier, where the LED chip 1 only temporarily applied for further processing.

Vorliegend ist der Leuchtdiodenchip 1 in einer Kavität 92 angeordnet, die als Behälter für ein Umhüllungsmaterial 2 sowie für den Leuchtdiodenchip 1 dient. Bei der Kavität 92 kann es sich um eine Gehäusekavität handeln, in der der Leuchtdiodenchip auch nach Abschluss des Verfahrens angeordnet bleibt. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Kavität 92 durch eine temporäre Form gebildet ist, die nach Fertigstellung der Leuchtdiode, also nach Abschluss des Verfahrens, entfernt wird.In the present case is the LED chip 1 in a cavity 92 arranged as a container for a wrapping material 2 as well as for the LED chip 1 serves. At the cavity 92 it may be a housing cavity in which the LED chip remains arranged even after completion of the process. In addition, it is possible that the cavity 92 is formed by a temporary shape, which is removed after completion of the light-emitting diode, ie after completion of the method.

Im Ausführungsbeispiel der 1 umfasst der Leuchtdiodenchip 1 einen Träger 11. Der Träger 11 ist mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Vorliegend handelt es sich bei dem Träger 11 um ein Aufwachssubstrat, das beispielsweise aus Saphir oder SiC besteht. Auf den Träger 11 sind die Halbleiterschichten 12 aufgebracht, vorliegend epitaktisch abgeschieden. Die Halbleiterschichten 12 umfassen beispielsweise einen aktiven Bereich, in dem im Betrieb des Leuchtdiodenchips 1 elektromagnetische Strahlung beispielsweise im UV-Bereich oder im Bereich von blauem Licht erzeugt wird.In the embodiment of 1 includes the LED chip 1 a carrier 11 , The carrier 11 is formed with an electrically insulating material. In the present case, it is the carrier 11 around a growth substrate, which consists for example of sapphire or SiC. On the carrier 11 are the semiconductor layers 12 deposited, in this case epitaxially deposited. The semiconductor layers 12 For example, they include an active region in which, during operation of the LED chip 1 electromagnetic radiation is generated for example in the UV range or in the range of blue light.

Der Leuchtdiodenchip 1 ist in der Kavität 92 vom Umhüllungsmaterial 2 stoffschlüssig umhüllt. Bei dem Umhüllungsmaterial 2 handelt es sich beispielsweise um ein niedrig viskoses Silikon.The LED chip 1 is in the cavity 92 from the wrapping material 2 cohesively wrapped. In the wrapping material 2 For example, it is a low viscosity silicone.

Für das Verfahren wird der Leuchtdiodenchip 1 an seiner Außenfläche 1a, vorliegend im Bereich des elektrisch isolierenden Trägers 11, positiv elektrisch aufgeladen. Diese Aufladung erfolgt beispielsweise vor Einbringung des Umhüllungsmaterials in die Kavität 92.For the method, the LED chip 1 on its outer surface 1a , in the present case in the region of the electrically insulating support 11 , positively charged electrically. This charging takes place, for example, before introducing the wrapping material into the cavity 92 ,

In das Umhüllungsmaterial 2 sind elektrisch geladene Teilchen 31 eines ersten Leuchtstoffes gemischt. Die elektrisch geladenen Teilchen 31 tragen eine ungleichnamige Ladung zur Ladung an der Außenfläche 1a des Leuchtdiodenchips 1. Aufgrund dieser ungleichnamigen Ladung wirkt eine elektrische Kraft 4 von den elektrisch geladenen Teilchen 31 in Richtung des Leuchtdiodenchips 1, vorliegend insbesondere in Richtung des Trägers 11. Die Sedimentation der elektrisch geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes wird also durch die elektrische Kraft 4 unterstützt. Insgesamt kann auf diese Weise eine besonders gleichmäßige Beschichtung des Leuchtdiodenchips mit den Teilchen des Leuchtstoffes erfolgen. Insbesondere auch an Kanten des Leuchtdiodenchips erfolgt eine Beschichtung mit dem Leuchtstoffmaterial.Into the wrapping material 2 are electrically charged particles 31 a first phosphor mixed. The electrically charged particles 31 carry a non-identical charge to the charge on the outer surface 1a of the LED chip 1 , Because of this unlike charge acts an electric force 4 from the electrically charged particles 31 in the direction of the LED chip 1 , in particular in the direction of the carrier 11 , The sedimentation of the electrically charged particles 31 of the first phosphor is thus by the electric force 4 supported. Overall, a particularly uniform coating of the LED chip with the particles of the phosphor can be carried out in this way. In particular, at edges of the LED chip, a coating is carried out with the phosphor material.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1A weist der Träger 11 im Ausführungsbeispiel der 1B eine Hinterschneidung 1b. Aufgrund der elektrischen Kraft 4 folgt auch im Bereich dieser Hinterschneidung eine Beschichtung mit elektrisch geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes, da die Kraft 4 dort der Gewichtskraft 7 auf die Teilchen 31 entgegenwirkt.In contrast to the embodiment of 1A instructs the wearer 11 in the embodiment of the 1B an undercut 1b , Due to the electric force 4 follows also in the area of this undercut a coating with electrically charged particles 31 of the first phosphor as the force 4 there the weight 7 on the particles 31 counteracts.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Leuchtdiodenchip 1 in einem elektrischen Feld 5 angeordnet. Das elektrische Feld 5 wird durch zwei Kondensatorplatten 9a, 9b erzeugt, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist. Aufgrund des elektrischen Feldes 5 wirkt eine elektrische Kraft 4 auf die geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes. Die Kraft 4 hat eine Komponente in Richtung der Gewichtskraft 7 und unterstützt damit die Sedimentation des Leuchtstoffes 31 im Umhüllungsmaterial 2. Der Auftrieb 8 wirkt der Sedimentation entgegen, wird vorliegend jedoch durch die Gewichtskraft 7 und die elektrische Kraft 4 überkompensiert. In conjunction with the schematic sectional view of 2 is a further embodiment of a method described here explained in more detail. In this embodiment, the LED chip is 1 in an electric field 5 arranged. The electric field 5 is through two capacitor plates 9a . 9b generated between which an electrical voltage is applied. Due to the electric field 5 an electric force acts 4 on the charged particles 31 of the first phosphor. The power 4 has a component in the direction of the weight 7 and thus supports the sedimentation of the phosphor 31 in the wrapping material 2 , The buoyancy 8th acts contrary to the sedimentation, but in the present case by the weight 7 and the electric force 4 overcompensated.

In der 2 ist der Leuchtdiodenchip 1 ohne elektrisch isolierenden Träger 11 dargestellt. Ein solcher Träger kann jedoch vorhanden sein und wie in Verbindung mit den 1A und 1B beschrieben ungleichnamig zu den elektrisch geladenen Teilchen 31 aufgeladen sein.In the 2 is the LED chip 1 without electrically insulating carrier 11 shown. However, such a carrier may be present and as in connection with the 1A and 1B described unlike the electrically charged particles 31 be charged.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 2 sind im Ausführungsbeispiel der 3 in das Umhüllungsmaterial zwei unterschiedliche Arten von Leuchtstoffteilchen eingebracht. In das Umhüllungsmaterial 2 sind elektrisch geladene Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffs und elektrisch geladene Teilchen 32 eines zweiten Leuchtstoffs, der vom ersten Leuchtstoff verschieden ist, eingebracht. Vorliegend tragen die elektrisch geladenen Teilchen 32 des zweiten Leuchtstoffes eine größere elektrische Ladung als die elektrisch geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes. Dadurch ist die elektrische Kraft 42 auf die Teilchen 32 des zweiten Leuchtstoffes größer als die elektrische Kraft 41 auf die Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes. Die Teilchen 42 können daher schneller in Richtung des Leuchtdiodenchips 1 absinken, so dass sich zunächst eine Schicht mit Teilchen 32 des zweiten Leuchtstoffes ausbilden kann, die hauptsächlich diese Leuchtstoffteilchen umfasst. Auf diese Schicht wird dann eine Schicht 31 mit Teilchen des ersten Leuchtstoffes aufgebracht, die hauptsächlich Teilchen des ersten Leuchtstoffes 31 umfasst. Mit Hilfe des hier beschriebenen Verfahrens kann also noch während der Sedimentation der Leuchtstoffe eine Selektion der einzelnen unterschiedlichen Leuchtstoffarten in unterschiedliche Schichten erfolgen.In conjunction with the schematic sectional view of 3 is a further embodiment of a method described here explained in more detail. In contrast to the embodiment of 2 are in the embodiment of 3 introduced into the wrapping material two different types of phosphor particles. Into the wrapping material 2 are electrically charged particles 31 of the first phosphor and electrically charged particles 32 a second phosphor other than the first phosphor. In the present case carry the electrically charged particles 32 of the second phosphor has a larger electric charge than the electrically charged particles 31 of the first phosphor. This is the electrical force 42 on the particles 32 of the second phosphor larger than the electric force 41 on the particles 31 of the first phosphor. The particles 42 can therefore be faster in the direction of the LED chip 1 descend, leaving first a layer of particles 32 of the second phosphor mainly comprising these phosphor particles. This layer then becomes a layer 31 with particles of the first phosphor applied, which are mainly particles of the first phosphor 31 includes. With the aid of the method described here, it is thus possible during the sedimentation of the phosphors to select the individual different types of phosphor into different layers.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2009/0173957 [0012] US 2009/0173957 [0012]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips (1), – Bereitstellen eines Umhüllungsmaterials (2) für den Leuchtdiodenchip (1), – Bereitstellen von elektrisch geladenen Teilchen (31) eines ersten Leuchtstoffs, – Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs in das Umhüllungsmaterial (2), – Umhüllen des Leuchtdiodenchips (1) mit dem Umhüllungsmaterial (2), – Aufbringen zumindest eines Teils der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs auf zumindest einen Teil einer Außenfläche (1a) des Leuchtdiodenchips (1) durch Sedimentation der Teilchen (31) im Umhüllungsmaterial (2), wobei – die Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft (4) auf die elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs erfolgt. Method for producing a light-emitting diode comprising the following steps: - providing a light-emitting diode chip ( 1 ), - providing a wrapping material ( 2 ) for the LED chip ( 1 ), - providing electrically charged particles ( 31 ) of a first phosphor, - introduction of the electrically charged particles ( 31 ) of the first phosphor into the wrapping material ( 2 ), - wrapping the LED chip ( 1 ) with the wrapping material ( 2 ), - applying at least a portion of the electrically charged particles ( 31 ) of the first phosphor on at least a part of an outer surface ( 1a ) of the LED chip ( 1 ) by sedimentation of the particles ( 31 ) in the wrapping material ( 2 ), whereby - the sedimentation under the influence of an electric force ( 4 ) on the electrically charged particles ( 31 ) of the first phosphor. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei zumindest ein Teil der Außenfläche (1a) des Leuchtdiodenchips (1) vor dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial (2) elektrisch geladen wird, wobei die Ladung elektrisch ungleichnamig zur Ladung der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs ist.Method according to the preceding claim, wherein at least a part of the outer surface ( 1a ) of the LED chip ( 1 ) before wrapping with the wrapping material ( 2 ) is electrically charged, wherein the charge is electrically unlike the charge of the electrically charged particles ( 31 ) of the first phosphor. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der elektrisch geladene Teil der Außenfläche (1a) des Leuchtdiodenchips (1) mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Method according to the preceding claim, wherein the electrically charged part of the outer surface ( 1a ) of the LED chip ( 1 ) is formed with an electrically insulating material. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei es sich bei dem elektrisch isolierenden Material um einen Träger (11) für Halbleiterschichten (12) des Leuchtdiodenchips (1) handelt.Method according to the preceding claim, wherein the electrically insulating material is a carrier ( 11 ) for semiconductor layers ( 12 ) of the LED chip ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei es sich bei dem elektrisch isolierenden Material um ein Kunststoffmaterial handelt.The method of claim 3 or 4, wherein the electrically insulating material is a plastic material. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Leuchtdiodenchip (1) mit dem Umhüllungsmaterial (2) in einem elektrischen Feld (5) angeordnet wird, so dass die elektrische Kraft (4) aus der Wechselwirkung der elektrischen Ladung der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs und dem elektrischen Feld (5) resultiert, wobei die elektrische Kraft (4) zumindest für manche der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs eine Komponente in Richtung des Leuchtdiodenchips (1) aufweist. Method according to one of the preceding claims, wherein the light-emitting diode chip ( 1 ) with the wrapping material ( 2 ) in an electric field ( 5 ) is arranged so that the electrical force ( 4 ) from the interaction of the electric charge of the electrically charged particles ( 31 ) of the first phosphor and the electric field ( 5 ), the electrical force ( 4 ) at least for some of the electrically charged particles ( 31 ) of the first phosphor a component in the direction of the LED chip ( 1 ) having. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die elektrische Kraft (4) einstellbar ist.Method according to the preceding claim, wherein the electrical force ( 4 ) is adjustable. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei elektrisch geladene Teilchen (32) eines zweiten Leuchtstoffs bereitgestellt werden und in das Umhüllungsmaterial (2) eingebracht wird, wobei die elektrisch geladenen Teilchen (32) des zweiten Leuchtstoffs und die elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs gleichnamig geladen sind und zumindest im Mittel unterschiedlich große Ladungen tragen.Method according to one of the preceding claims, wherein electrically charged particles ( 32 ) of a second phosphor and into the wrapping material ( 2 ), the electrically charged particles ( 32 ) of the second phosphor and the electrically charged particles ( 31 ) of the first phosphor are charged with the same name and carry at least on average different sized charges. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei mittels des elektrischen Feldes (5) eine Selektion der elektrisch geladenen Teilchen (31, 32) des ersten und des zweiten Leuchtstoffs erfolgt.Method according to the preceding claim, wherein by means of the electric field ( 5 ) a selection of the electrically charged particles ( 31 . 32 ) of the first and second phosphors. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei elektrisch geladenen Teilchen (31, 32) des ersten und des zweiten Leuchtstoffs in voneinander unterschiedlichen Schichten auf der Außenfläche (1a) des Leuchtdiodenchips (1) abgeschieden werden.Method according to the preceding claim, wherein electrically charged particles ( 31 . 32 ) of the first and the second phosphor in mutually different layers on the outer surface ( 1a ) of the LED chip ( 1 ) are deposited.
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