DE102013207226A1 - Herstellung eines Schichtelements für einen optoelektronischen Halbleiterchip - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schichtelements (100, 101), welches auf wenigstens einem optoeelektronischen Halbleiterchip (170) anordbar ist. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Substrats (130, 140, 131), und ein Ausbilden einer Schichtanordnung auf dem Substrat (130, 140, 131), aufweisend eine elektrophoretisch abgeschiedene Schicht (110) und eine auf der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110) angeordnete Vergussschicht (120). Die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht (110) wird durch Durchführen wenigstens eines elektrophoretischen Abscheideprozesses auf dem Substrat (130, 140, 131) ausgebildet. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Strukturieren der Schichtanordnung zum Bilden des Schichtelements (100, 101). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, und ein auf einem optoelektronischen Halbleiterchip anordbares Schichtelement.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schichtelement und ein Verfahren zum Herstellen eines Schichtelements. Das Schichtelement kann auf wenigstens einem optoeelektronischen Halbleiterchip angeordnet werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.
  • Ein optoelektronisches Bauelement kann einen optoelektronischen Halbleiterchip zum Erzeugen einer Lichtstrahlung und ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Schichtelement aufweisen. Ein Beispiel eines solchen Schichtelements ist ein plättchenförmiges Konversionselement (Konverter, Konversionsschicht), welches bei einem Leuchtdioden- bzw. LED-Chip (Light Emitting Diode) zur Strahlungskonversion zum Einsatz kommen kann. Das Konversionselement weist ein oder mehrere Konversionsmaterialien, auch als Leuchtstoff(e) bezeichnet, auf, und ist oberhalb im Lichtweg des Halbleiterchips angeordnet.
  • Um weißes oder andersfarbiges Licht mit Hilfe eines LED-Bauelements zu erzeugen, kann ein Halbleiterchip verwendet werden, welcher eine schmalbandige blaue Lichtstrahlung emittiert. Das dazugehörige Konversionselement kann dazu ausgebildet sein, Anteile dieses Lichts in eine oder mehrere Lichtstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich zu konvertieren. Durch additive Mischung kann auf diese Weise eine Lichtstrahlung mit einer gewünschten Farbe, beispielsweise eine weiße Lichtstrahlung, erzeugt werden.
  • Ein übliches Konversionselement kann eine Schicht aus einem Matrix- bzw. Vergussmaterial wie zum Beispiel Silikon aufweisen, in welcher Partikel eines oder mehrerer unterschiedlicher Konversionsmaterialien eingebettet sind. Von Vorteil ist, wenn das Konversionselement an der Vorderseite scharfe Kanten besitzt. Hierdurch ist es möglich, eine reflektive Schicht, beispielsweise eine mit TiO2-Partikeln gefüllte Silikonschicht, auf ein zum Tragen des Halbleiterchips eingesetztes Trägersubstrat aufzubringen, welche den Chip und dessen Konversionselement umgibt. Durch scharfe Kanten des Konversionselements kann vermieden werden, dass die Oberfläche des Konversionselements durch den reflektiven Verguss benetzt wird.
  • Konversionselemente können zum Beispiel mithilfe eines Siebdruckprozesses hergestellt werden. Hierbei kann eine mit Leuchtstoffpartikeln gefüllte Silikonpaste zum Einsatz kommen. Von Nachteil ist jedoch, dass siebgedruckte Konversionselemente eine konvexe Form im Bereich der Vorderseite aufweisen können. Dadurch ist es nicht möglich, eine reflektive Schicht ohne Benetzung des Konversionselements zu vergießen.
  • In einem alternativen Fertigungsverfahren wird eine dünne Vergussschicht durch Molden einer mit Leuchtstoffpartikeln gefüllten Silikonpaste erzeugt. Die gemoldete Schicht wird ferner strukturiert, um separate Konversionselemente auszubilden, welche jeweils eine Form entsprechend der Vorderseite eines LED-Chips aufweisen. Von Nachteil ist jedoch, dass die Vergussschicht Bereiche mit erhöhter Leuchtstoffkonzentration, zum Beispiel in Form von sogenannten Fließlinien, aufweisen kann. Derartige Schichtbereiche sind nicht zur Verwendung in einem LED-Bauelement geeignet. Beim Strukturieren wird die partikelgefüllte Vergussschicht durchtrennt, zum Beispiel durch Einsatz eines Lasers. Dies kann eine starke Hitzeeinbringung und damit Schädigung der Leuchtstoffpartikel der Konversionselemente zur Folge haben, wodurch die Konversionseffizienz signifikant reduziert sein kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lösung für ein Schichtelement anzugeben, welches auf wenigstens einem optoelektronischen Halbleiterchip anordbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Schichtelements vorgeschlagen, welches auf wenigstens einem optoelektronischen Halbleiterchip anordbar ist. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Substrats, und ein Ausbilden einer Schichtanordnung auf dem Substrat, aufweisend eine elektrophoretisch abgeschiedene Schicht und eine auf der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht angeordnete Vergussschicht. Die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht wird durch Durchführen wenigstens eines elektrophoretischen Abscheideprozesses auf dem Substrat ausgebildet. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Strukturieren der Schichtanordnung zum Bilden des Schichtelements.
  • Bei dem Verfahren wird eine Schichtanordnung auf einem Substrat bereitgestellt, welche eine Kombination aus einer elektrophoretisch abgeschiedenenen Schicht und einer Vergussschicht umfasst. Die elektrophoretische Schicht wird in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden elektrophoretischen Abscheideprozessen (EPD, Electrophoretic Deposition) erzeugt. Die elektrophoretische Abscheidung wird (jeweils) mit Hilfe eines geeigneten Elektrophoresebads durchgeführt, welches ein Lösungsmittel und Partikel umfasst. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung bzw. Erzeugen eines elektrischen Feldes kann eine Anlagerung von Partikeln auf dem Substrat hervorgerufen werden. Auf diese Weise kann die elektrophoretische Schicht, welche einen partikelförmigen Aufbau besitzt, gebildet werden. Nachfolgend kann die Vergussschicht ausgebildet werden, indem die Vergussschicht auf der Substratseite mit der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht aufgebracht wird. Im Anschluss hieran wird die Schichtanordnung strukturiert, um das Schichtelement zu bilden. Das Schichtelement weist die zuvor in den unterschiedlichen Prozessen erzeugten Schichten bzw. Teilbereiche dieser Schichten auf. Die Vergussschicht kann eine mechanische Stabilisierung sowie einen Schutz der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht bewirken, so dass eine Handhabung des Schichtelements in Folgeprozessen ermöglicht wird.
  • Das strukturierte Schichtelement kann eine laterale Form aufweisen, welche auf einen einzelnen optoelektronischen Halbleiterchip bzw. auf eine Vorderseite eines solchen Halbleiterchips abgestimmt ist. Infolgedessen kann das separat von Halbleiterchips erzeugte Schichtelement auf einem Halbleiterchip angeordnet werden. Das Schichtelement kann auch mit einer lateralen Form ausgebildet werden, welche auf mehrere Halbleiterchips abgestimmt ist, so dass das Schichtelement auf den mehreren Halbleiterchips angeordnet werden kann.
  • Das Verfahren bietet die Möglichkeit, Nachteile herkömmlicher Fertigungsverfahren zum Herstellen von Schichtelementen für optoelektronische Halbleiterchips zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Das strukturierte Schichtelement kann, aufgrund des Einsatzes der Vergussschicht, eine ebene Vorderseite und scharfe vorderseitige Kanten besitzen. Dadurch ist es möglich, bei der Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, welches mit dem Schichtelement aufgebaut wird, einen reflektiven Verguss auszubilden, ohne dass das Schichtelement benetzt wird.
  • Des Weiteren kann das Verfahren derart durchgeführt werden, dass beim Strukturieren der Schichtanordnung eine Materialentfernung bzw. ein Durchtrennen ausschließlich oder zu einem wesentlichen Teil an der Vergussschicht stattfindet. Die elektrophoretische partikelförmige Schicht kann im Unterschied hierzu keiner oder nur einer relativ geringen und dadurch vernachlässigbaren Beanspruchung ausgesetzt sein. Daher vereinfacht sich das Durchtrennen, und kann eine Beschädigung der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht bzw. der von dieser Schicht umfassten Partikel vermieden oder weitgehend unterdrückt werden.
  • Dies erweist sich von Vorteil, wenn das mit dem Verfahren hergestellte Schichtelement ein Konversionselement zur Strahlungskonversion ist. Das Konversionselement kann auf einer Vorder- bzw. Lichtaustrittsseite wenigstens eines optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet werden, so dass eine Oberflächenkonversion (Chip Level Conversion) ermöglicht wird.
  • In diesem Zusammenhang ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Ausbilden der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht ein Abscheiden von Partikeln aus einem Konversionsmaterial zur Strahlungskonversion oder unterschiedlichen Partikeln aus unterschiedlichen Konversionsmaterialien zur Strahlungskonversion umfasst. Bei Einsatz des derart ausgebildeten Schichtelements auf einem optoelektronischen Halbleiterchip können die in der elektrophoretischen Schicht enthaltenen Leuchtstoffpartikel die von dem Halbleiterchip im Betrieb erzeugte Lichtstrahlung (Primärstrahlung) wenigstens teilweise in eine oder mehrere Lichtstrahlungen eines oder mehrerer anderer Wellenlängenbereiche umwandeln. Durch Überlagerung bzw. Mischung der unterschiedlichen Lichtstrahlungen kann eine gewünschte Lichtstrahlung erzeugt werden. Möglich ist es ferner, dass die in der elektrophoretischen Schicht enthaltenen Leuchtstoffpartikel die Lichtstrahlung des Halbleiterchips im Wesentlichen vollständig in eine oder mehrere andere Lichtstrahlungen umwandeln.
  • Bei einer Ausgestaltung der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht aus einer Mischung mehrerer Konversionsmaterialien können Partikel unterschiedlicher Konversionsmaterialien zum Beispiel in einem gemeinsamen elektrophoretischen Abscheideprozess auf das Substrat abgeschieden werden. Alternativ können Partikel unterschiedlicher Konversionsmaterialien auch in nacheinander durchgeführten elektrophoretischen Abscheideprozessen auf das Substrat aufgebracht werden. Auf diese Weise kann die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht Teilschichten der unterschiedlichen Leuchtstoffe bzw. Konversionsmaterialien aufweisen.
  • In der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht können die Leuchtstoffpartikel relativ dicht gepackt sein. Sofern das Schicht- bzw. Konversionselement mit der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht auf einem optoelektronischen Halbleiterchip platziert wird, kann durch die hohe Packungsdichte eine effiziente Wärmeankopplung an den Halbleiterchip erzielt werden. Hiermit verbunden ist eine zuverlässige Entwärmung des bzw. der Leuchtstoffe im Leuchtbetrieb, und dadurch eine hohe Konversionseffizienz. Die hohe Packungsdichte ermöglicht des Weiteren ein Erzielen einer hohen Farborthomogenität.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ausbilden der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht ein Abscheiden von streuenden Partikeln, reflektiven Partikeln und/oder Pigmenten einer vorgegebenen Körperfarbe. Bei einer Ausgestaltung des Schichtelements als Konversionselement, in welcher die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht wie oben beschrieben Leuchtstoffpartikel aufweisen kann, kann die zusätzliche Verwendung streuender Partikel eine Lichtstreuung und dadurch Lichtmischung bewirken, so dass das Vorliegen einer hohen Farborthomogenität weiter begünstigt werden kann.
  • Streuende Partikel können zum Beispiel gemeinsam mit Partikeln eines Konversionsmaterials oder mehrerer Konversionsmaterialien elektrophoretisch abgeschieden werden. Möglich ist es auch, streuende Partikel nach dem Abscheiden von Leuchtstoffpartikeln in einem separaten elektrophoretischen Abscheideprozess abzuscheiden, so dass diese eine eigene Teilschicht der elektrophoretischen Schicht bilden.
  • Zusätzliche reflektive Partikel aus einem Reflektormaterial können dafür sorgen, dass das Konversionselement in der Aufsicht eine weiße Körperfarbe besitzt. Eine andere Köperfarbe kann durch die Verwendung entsprechender Pigmente hervorgerufen werden. Reflektive Partikel oder Pigmente einer vorgegebenen Körperfarbe können zum Beispiel nach dem Abscheiden von Leuchtstoffpartikeln in einem separaten elektrophoretischen Abscheideprozess abgeschieden werden, so dass diese eine eigene Teilschicht der elektrophoretischen Schicht bilden.
  • Wie oben angegeben wurde, kann es sich bei dem mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Schichtelement um ein Konversionselement handeln, bei dem die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht Leuchtstoffpartikel sowie gegebenenfalls weitere Partikel aufweist. Alternativ sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht keinerlei Konversionsmaterial(ien) aufweist, sondern stattdessen nur durch Abscheiden von streuenden Partikel, reflektiven Partikel und/oder Pigmenten mit einer vorgegebenen Körperfarbe ausgebildet wird. Beispielsweise kann ein streuendes Schichtelement oder ein reflektives Schichtelement erzeugt werden, wobei die elektrophoretische Schicht lediglich streuende oder reflektive Partikel aufweist. Möglich ist es auch, dass die elektrophoretische Schicht lediglich Pigmente aufweist. Solche Schichtelemente können auf einem optoelektronischen Halbleiterchip bzw. einem mit einem Konversionselement ausgestatteten Halbleiterchip angeordnet werden, um eine zusätzliche Lichtstreuung oder ein Bereitstellen einer weißen oder auch anderen Körperfarbe zu bewirken.
  • Das Schichtelement kann mit einer lateralen Form hergestellt werden, welche auf den wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchip abgestimmt ist. Hierfür kann vorgesehen sein, bereits die elektrophoretische Schicht mit einer entsprechend angepassten lateralen Struktur zu erzeugen. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass ein Schichtbereich der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht ausgebildet wird, welcher eine auf den wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchip abgestimmte laterale Form aufweist. Hierdurch ist es möglich, das Strukturieren der Schichtanordnung aus elektrophoretischer Schicht und Vergussschicht ohne bzw. ohne nennenswerte Beschädigung der elektrophoretischen Schicht durchzuführen.
  • Der Schichtbereich der elektrophoretischen Schicht kann zum Beispiel im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen und die gleiche Kontur aufweisen wie eine Vorderseite eines einzelnen Halbleiterchips. Sofern der Halbleiterchip zum Beispiel einen Vorderseitenkontakt aufweist, kann der Schichtbereich der elektrophoretischen Schicht mit einer hieran angepassten Aussparung ausgebildet werden.
  • Bei dem Strukturieren der Schichtanordnung kann ausschließlich oder im Wesentlichen ein Entfernen der Vergussschicht in einem den Schichtbereich der elektrophoretischen Schicht umgebenden Bereich erfolgen, so dass das hierdurch gebildete Schichtelement den Schichtbereich der elektrophoretischen Schicht und einen durch das Strukturieren gebildeten Schichtbereich der Vergussschicht umfassen kann. Der Schichtbereich der Vergussschicht, welcher ebenfalls eine auf den wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchip abgestimmte laterale Form bzw. eine entsprechend angepasste Kontur (zum Beispiel mit einer Aussparung für einen Vorderseitenkontakt) aufweisen kann, kann von den lateralen Abmessungen her größer sein als der Schichtbereich der elektrophoretischen Schicht. Auf diese Weise kann der Schichtbereich der elektrophoretischen Schicht zusätzlich seitlich am Rand von der Vergussschicht umgeben sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bereitstellen des Substrats ein Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Schicht auf dem Substrat. Die elektrisch leitfähige Schicht dient als Abscheideelektrode, auf welcher Partikel in einem elektrophoretischen Abscheideprozess aufgebracht werden können, um die elektrophoretische Schicht zu erzeugen. Für das elektrophoretische Abscheiden wird ein entsprechendes elektrisches Potential an die elektrisch leitfähige Schicht angelegt. Das (restliche) Substrat kann aus (wenigstens) einem isolierenden Material, zum Beispiel einem Kunststoffmaterial, ausgebildet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die elektrisch leitfähige Schicht strukturiert, um einen Bereich auf dem Substrat für eine elektrophoretische Abscheidung vorzugeben. Hierdurch ist es möglich, die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht auf zuverlässige Weise mit einer vorgegebenen lateralen Struktur auszubilden.
  • Dies ist in gleicher Weise in einer weiteren Ausführungsform möglich, in welcher die elektrisch leitfähige Schicht teilweise maskiert wird, um einen Bereich auf dem Substrat für eine elektrophoretische Abscheidung vorzugeben. Das Maskieren kann mit Hilfe einer isolierenden Schicht erfolgen, welche entsprechend strukturiert wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die elektrisch leitfähige Schicht nach dem Ausbilden der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht entfernt. Das Entfernen kann zum Beispiel auf nasschemische Weise erfolgen. Bei diesem Prozess kann die zwischen dem Substrat und der elektrophoretischen Schicht befindliche elektrisch leitfähige Schicht herausgelöst werden. Hierbei kann eine bei der partikelförmigen elektrophoretischen Schicht vorliegende Porosität ausgenutzt werden, um die elektrisch leitfähige Schicht einem geeigneten Ätzmedium auszusetzen. Durch das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht kann das Schichtelement ohne die elektrisch leitfähige Schicht bereitgestellt werden. Bei Einsatz des Schichtelements auf einem optoelektronischen Halbleiterchip kann auf diese Weise eine mit der elektrisch leitfähigen Schicht gegebenenfalls verbundene Strahlungsabsorption vermieden werden.
  • Das Verfahren lässt sich auch ohne eine elektrisch leitfähige Beschichtung des Substrats durchführen. Beispielsweise kann das gesamte Substrat ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen. Für das elektrophoretische Abscheiden kann ein entsprechendes elektrisches Potential an das Substrat angelegt werden. In diesem Zusammenhang kann ferner in Betracht kommen, das Substrat bzw. eine zum Abscheiden vorgesehene Substratseite teilweise zu maskieren, um einen Bereich auf dem Substrat für eine elektrophoretische Abscheidung vorzugeben.
  • Das Strukturieren der Schichtanordnung zum Bilden des Schichtelements kann auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden. Ein möglicher Prozess zum Durchtrennen ist zum Beispiel ein Laserprozess. Hierdurch kann das Strukturieren der Schichtanordnung auf genaue Weise durchgeführt werden. Alternativ können auch andere Prozesse wie zum Beispiel Stanzen, Sägen oder Schneiden zum Einsatz kommen. Das Schneiden kann mit einer Schneidvorrichtung, oder durch Wasserstrahlschneiden oder Sandstrahlen erfolgen. Es ist auch denkbar, mehrere der vorstehend genannten Prozesse zu kombinieren.
  • Die Vergussschicht kann ein geeignetes transparentes Vergussmaterial aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei zum Beispiel um ein Silikonmaterial. Das Vergussmaterial kann in einem fließfähigen Zustand, beispielsweise in pastöser bzw. (zäh-)flüssiger Form, auf der Substratseite mit der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht aufgebracht werden und nachfolgend aushärten.
  • Vorzugsweise weist die Vergussschicht lediglich das Vergussmaterial, also ohne Füllstoff bzw. ohne Partikel, auf. Das Strukturieren der Schichtanordnung aus elektrophoretischer Schicht und Vergussschicht, bei welchem ein Durchtrennen lediglich bzw. im Wesentlichen an der Vergussschicht stattfinden kann, kann auf diese Weise keinen oder einen vernachlässigbaren Einfluss auf das hierdurch gebildete Schichtelement haben. Dies trifft zum Beispiel auf eine Ausgestaltung des Schichtelements als Konversionselement mit Leuchtstoffpartikeln in der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht und Durchführen eines Laserprozesses zum Strukturieren zu. Hierbei kann eine Wärmeeinbringung in die Leuchtstoffpartikel beim Lasertrennen deutlich reduziert sein.
  • Im Vergleich zu einem partikelgefüllten Vergussmaterial ergibt sich darüber hinaus eine vereinfachte Prozessführung für das Ausbilden der Vergussschicht. Des Weiteren können auch relativ zähflüssige Vergussmaterialien verwendet werden, welche in partikelgefüllter Form nicht oder nur schwer verarbeitbar sind.
  • Anstatt das Verfahren mit einer partikelfreien Vergussschicht ohne Füllstoff durchzuführen, kann alternativ auch eine partikelgefüllte Vergussschicht zur Anwendung kommen. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Vergussschicht in dem Vergussmaterial eingebettete Partikel aufweist. Hierbei kann es sich um Partikel aus einem Konversionsmaterial oder unterschiedliche Partikel aus unterschiedlichen Konversionsmaterialen zur Strahlungskonversion, streuende Partikel, reflektive Partikel und/oder Pigmente einer vorgegebenen Körperfarbe handeln. Auf diese Weise können mit derartigen Partikeln verbundene Funktionen und Effekte (Strahlungskonversion, Lichtstreuung, Hervorrufen einer Körperfarbe) zusätzlich oder ergänzend von der Vergussschicht bewirkt werden.
  • Um mögliche Beeinträchtigungen aufgrund der Partikelfüllung, beispielsweise beim Ausbilden der Vergussschicht oder Strukturieren der Schichtanordnung zum Bilden des Schichtelements klein zu halten, kann in Betracht kommen, die partikelgefüllte Vergussschicht hierauf abgestimmt auszubilden. Beispielsweise kann eine geringe Partikelgröße und/oder Partikeldichte vorgesehen sein. Im Hinblick auf das Strukturieren, beispielsweise durch Einsatz eines Lasers, kann zum Beispiel in Erwägung gezogen werden, empfindliche bzw. hitzeempfindliche Partikel wie insbesondere Leuchtstoffpartikel ausschließlich oder größtenteils in der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht vorzusehen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Vergussschicht durch Durchführen eines Moldprozesses ausgebildet. In diesem Prozess wird mit Hilfe eines Werkzeugs, welches eine Kavität aufweisen kann, aus einem fließfähigen Ausgangs- bzw. Vergussmaterial eine zusammenhängende Schicht geformt. Nachfolgend kann die Schicht aushärten bzw. ausgehärtet werden, wodurch die Vergussschicht bereitgestellt wird. Das Vergussmaterial kann, wie vorstehend beschrieben, partikelfrei oder partikelgefüllt sein. Das Durchführen eines Moldprozesses macht es möglich, die Vergussschicht mit einer relativ homogenen Schichtdicke und infolgedessen relativ ebener Oberfläche auszubilden.
  • Der Moldprozess kann insbesondere ein Compression-Molding-Prozess (Formpressprozess) sein, wodurch sich das Erzeugen der Vergussschicht mit einer homogenen Schichtdicke mit einer hohen Zuverlässigkeit verwirklichen lässt. Hierbei wird auf einem Werkzeugteil das die elektrophoretische Schicht aufweisende Substrat angeordnet. Ein anderes Werkzeugteil weist eine Kavität auf, in welcher das fließfähige Vergussmaterial angeordnet wird. Beim nachfolgenden Schließen der Werkzeugteile wird das Vergussmaterial an das Substrat gepresst und wird die Kavität durch das Vergussmaterial ausgefüllt.
  • Alternativ kann ein anderer Moldprozess zur Anwendung kommen. Hierunter fällt zum Beispiel ein Prozess, bei dem ein fließfähiges bzw. geschmolzenes Vergussmaterial einer Kavität eines Werkzeugs nach einem Schließen der dazugehörigen Werkzeugteile zugeführt wird. Hierunter fällt zum Beispiel ein Transfer-Molding-Prozess.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren des Weiteren ein Entfernen des Substrats. Das Entfernen des Substrats, was vor oder auch nach dem Strukturieren der Schichtanordnung aus elektrophoretischer Schicht und Vergussschicht erfolgen kann, kann auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden. Möglich ist zum Beispiel ein Ablösen oder Abziehen des Substrats. Des Weiteren kann in Betracht kommen, das Substrat-Entfernen mit Hilfe einer chemischen Reaktion durchzuführen, wobei das Substrat wenigstens teilweise aufgelöst wird.
  • Mit Hilfe des Verfahrens kann ein Konversionselement hergestellt werden, welches mehrere übereinander angeordnete Leuchtstoffschichten aufweist. Beispielsweise kann die elektrophoretische Schicht mit mehreren übereinander angeordneten Teilschichten ausgebildet werden, welche unterschiedliche Leuchtstoffschichten darstellen. Die Vergussschicht kann bei entsprechender Partikelfüllung ebenfalls eine Leuchtstoffschicht sein. Hierbei kann die elektrophoretische Schicht lediglich eine einzelne Leuchtstoffschicht sein bzw. umfassen. Solche geschichteten Leuchtstoff-Systeme können mit lediglich einem einzelnen Moldprozess verwirklicht werden.
  • Das Verfahren kann nicht nur zur Herstellung eines einzelnen Schichtelements herangezogen werden. Es ist stattdessen möglich, mit einem hohen Durchsatz in gemeinsamer bzw. paralleler Weise mehrere Schichtelemente herzustellen. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die auf dem Substrat ausgebildete Schichtanordnung mehrere nebeneinander angeordnete Schichtbereiche wenigstens einer elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht aufweist, auf welchen die Vergussschicht angeordnet ist. Die einzelnen Schichtbereiche der wenigstens einen elektrophoretischen Schicht können jeweils eine laterale Form aufweisen, welche auf wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchip abgestimmt ist. Das Strukturieren der Schichtanordnung wird derart durchgeführt, dass mehrere Schichtelemente gebildet werden. Die einzelnen Schichtelemente umfassen jeweils einen Schichtbereich der wenigstens einen elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht und einen durch das Strukturieren gebildeten Schichtbereich der Vergussschicht. Hierbei können die Schichtbereiche der Vergussschicht von den lateralen Abmessungen her größer sein als die Schichtbereiche der wenigstens einen elektrophoretischen Schicht.
  • Sofern lediglich eine Art von Schichtelementen parallel hergestellt wird, können mehrere Schichtbereiche einer einzelnen bzw. gemeinsam elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht auf dem Substrat ausgebildet werden. Die Schichtbereiche können durch Verbindungsstege miteinander verbunden sein. Beim Strukturieren der Schichtanordnung aus elektrophoretischer Schicht und Vergussschicht kann ein zusätzliches Durchtrennen der elektrophoretischen Schicht im Bereich der Verbindungsstege erfolgen. Die Verbindungsstege können relativ schmal ausgebildet sein, so dass eine mit dem Strukturieren gegebenenfalls verbundene Einwirkung auf die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht relativ klein und daher vernachlässigbar sein kann.
  • Es ist auch möglich, unterschiedliche Schichtelemente in gemeinsamer Weise auszubilden, welche sich durch unterschiedliche elektrophoretische Schichten voneinander unterscheiden. Zu diesem Zweck werden Schichtbereiche unterschiedlicher elektrophoretisch abgeschiedener Schichten auf dem Substrat ausgebildet. Dies kann durch separate, nacheinander durchgeführte Abscheideprozesse erfolgen. Mehrere Schichtbereiche der unterschiedlichen elektrophoretisch erzeugten Schichten können separat voneinander über entsprechende Verbindungsstege verbunden sein. Beim Strukturieren der Schichtanordnung kann ein Durchtrennen der unterschiedlichen elektrophoretischen Schichten im Bereich der Verbindungsstege stattfinden. Diese können relativ schmal sein, so dass eine Beeinflussung der elektrophoretisch abgeschiedenen Schichten vernachlässigbar sein kann.
  • Das Vorliegen der oben beschriebenen Verbindungsstege kann Folge einer gemeinsamen elektrophoretischen Herstellung mehrerer Schichtbereiche sein. Bei Verwendung eines Substrats, welches mit einer strukturierten elektrisch leitfähigen Schicht ausgestattet ist, kann an die elektrisch leitfähige Schicht für das elektrophoretische Abscheiden an einer Stelle ein entsprechendes elektrisches Potential angelegt werden. Die strukturierte elektrisch leitfähige Schicht kann mit Schichtbereichen und Verbindungsstegen zwischen den Schichtbereichen ausgebildet sein, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den Schichtbereichen vorliegt. Hierauf wird die elektrophoretische Schicht gebildet.
  • Um Schichtbereiche unterschiedlicher elektrophoretischer Schichten auszubilden, kann die elektrisch leitfähige Schicht in mehrere Gruppen aus separat über Verbindungsstege miteinander verbundenen Schichtbereichen strukturiert sein. Auf diese Weise kann an die unterschiedlichen Gruppen in selektiver Weise ein elektrisches Potential angelegt werden. Dadurch kann in einem Abscheideprozess ein Material oder Materialgemisch in einem Substratbereich bzw. auf eine Gruppe aus Schichtbereichen abgeschieden werden. In einem anderen Abscheideprozess kann ein anderes Material oder Materialgemisch in einem anderen Substratbereich bzw. auf eine andere Gruppe abgeschieden werden. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, Leuchtstoffe oder Reflektormaterialien dicht nebeneinander auf dem Substrat abzuscheiden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird ein Schichtelement durch Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens bzw. einer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt. Nachfolgend wird das Schichtelement auf wenigstens einem optoelektronischen Halbleiterchip angeordnet. Das Schichtelement kann zum Beispiel auf eine Vorderseite des wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchips aufgeklebt werden.
  • Das Schichtelement kann eine ebene Vorderseite und scharfe vorderseitige Kanten aufweisen. Dadurch ist es möglich, im Rahmen der Herstellung des optoelektronischen Bauelements des Weiteren einen den Halbleiterchip und das Schichtelement umfangsseitig umgebenden reflektiven Verguss auszubilden, ohne dass das Schichtelement hierbei benetzt wird. Durch den reflektiven Verguss kann erzielt werden, dass im Betrieb des Bauelements eine Abgabe von Lichtstrahlung lediglich über eine Vorderseite des Schichtelements erfolgt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Schichtelement vorgeschlagen, welches auf wenigstens auf einem optoelektronischen Halbleiterchip anordbar ist. Das Schichtelement weist eine elektrophoretisch abgeschiedene Schicht und eine auf der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht angeordnete Vergussschicht auf. Das Schichtelement kann gemäß dem oben beschriebenen Verfahren oder gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt sein, und infolgedessen zum Beispiel eine ebene Vorderseite und scharfe Kanten aufweisen.
  • In einer Ausführungsform ist das Schichtelement ein Konversionselement. Hierbei weist die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht wenigstens ein Konversionsmaterial zur Strahlungskonversion auf. Eine Herstellung gemäß dem oben beschriebenen Verfahren bietet die Möglichkeit, eine Schädigung des wenigstens einen Konversionsmaterials zu unterdrücken.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements und bei dem Schichtelement können oben beschriebene Ausführungsformen und Details, welche in Bezug auf das Verfahren zur Herstellung des Schichtelements genannt wurden, in gleicher Weise zur Anwendung kommen. Auch können die oben genannten Vorteile vorliegen.
  • Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden.
  • Die 1 bis 9 zeigen anhand von schematischen Aufsichtsdarstellungen und schematischen seitlichen Schnittdarstellungen eine gemeinsame Herstellung einer Mehrzahl an Konversionselementen, welche zum Anordnen auf optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen sind, wobei ein Substrat mit einer strukturierten elektrisch leitfähigen Schicht bereitgestellt wird, nebeneinander angeordnete Schichtbereiche einer elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht ausgebildet werden, hierauf eine Vergussschicht aufgebracht und ein Strukturierungsprozess durchgeführt wird.
  • 10 zeigt eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauelements, aufweisend einen optoelektronischen Halbleiterchip und ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Konversionselement.
  • 11 zeigt ein Ablaufdiagramm, in welchem Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements zusammengefasst sind.
  • 12 zeigt eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines Substrats mit einer elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht, welche mehrere Teilschichten aufweist.
  • 13 zeigt eine schematische Aufsichtsdarstellung eines Substrats mit unterschiedlichen elektrophoretisch abgeschiedenen Schichten.
  • 14 zeigt eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines Substrats mit einer elektrisch leitfähigen Schicht und einer hierauf elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht, wobei die elektrisch leitfähige Schicht zum Teil maskiert ist.
  • 15 zeigt eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines elektrisch leitfähigen Substrats mit einer hierauf elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht, wobei das Substrat zum Teil maskiert ist.
  • 16 zeigt ein Konversionselement, aufweisend eine elektrophoretisch abgeschiedene Schicht und eine partikelgefüllte Vergussschicht.
  • 17 zeigt eine schematische seitliche Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauelements, aufweisend mehrere optoelektronische Halbleiterchips und ein einzelnes auf den mehreren Halbleiterchips angeordnetes Konversionselement.
  • Auf der Grundlage der folgenden schematischen Figuren werden Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen von Schichtelementen 100, 101 beschrieben. Die Schichtelemente 100, 101 werden im Rahmen der Fertigung von optoelektronischen Bauelementen hergestellt und sind dazu vorgesehen, auf optoelektronischen Halbleiterchips, insbesondere Leuchtdiodenchips, angeordnet zu werden. Bei der Herstellung kommt eine Kombination unterschiedlicher Schichterzeugungsprozesse, vorliegend wenigstens eine elektrophoretische Abscheidung und ein Prozess zum Ausbilden einer Vergussschicht, insbesondere ein Moldprozess, zum Einsatz. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, mit einem hohen Durchsatz plättchenförmige ebene Schichtelemente 100, 101 mit scharfen Kanten auszubilden.
  • Das Verfahren kann insbesondere zur Herstellung von Schichtelementen 100, 101 herangezogen werden, mit deren Hilfe eine von optoelektronischen Halbleiterchips im Leuchtbetrieb abgegebene Lichtstrahlung wenigstens zum Teil konvertiert werden kann. Die folgende Beschreibung anhand der Figuren bezieht sich daher im Wesentlichen auf die Herstellung solcher zur Strahlungskonversion eingesetzter Konversionselemente 100, 101.
  • Im Rahmen der Herstellung können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung optoelektronischer Halbleiterbauelemente bekannte Prozesse durchgeführt werden sowie übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. Auch können neben dargestellten und beschriebenen Prozessen gegebenenfalls weitere Verfahrensschritte durchgeführt werden. In gleicher Weise ist es denkbar, dass neben gezeigten und beschriebenen Komponenten und Strukturen weitere Komponenten, Strukturen und/oder Schichten, zum Beispiel bei den jeweiligen optoelektronischen Bauelementen, vorliegen können. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
  • Anhand der 1 bis 11 wird ein mögliches Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen 180 beschrieben. Die 1 bis 9 veranschaulichen die gemeinsame Herstellung einer Mehrzahl an Konversionselementen 100. Diese sind dazu vorgesehen, auf optoelektronischen Halbleiterchips 170 der Bauelemente 180 angeordnet zu werden, und werden separat von den Halbleiterchips 170 erzeugt. 10 zeigt ein einzelnes, mit einem solchen Konversionselement 100 ausgestattetes optoelektronisches Bauelement 180. Schritte des Herstellungsverfahrens sind ergänzend in dem Ablaufdiagramm von 11 zusammengefasst, auf welches im Folgenden ebenfalls Bezug genommen wird.
  • Bei dem Verfahren wird in einem Schritt 201 (vgl. 11) ein für das Durchführen eines elektrophoretischen Abscheideprozesses geeignetes Substrat 130 bereitgestellt. Das bereitgestellte Substrat 130 weist, wie in den 1 und 2 in einer Aufsichtsdarstellung und in einer seitlichen Schnittansicht veranschaulicht ist, eine strukturierte elektrisch leitfähige Schicht 140 auf einer für das Abscheiden vorgesehenen Seite bzw. Hauptseite auf. Die Schnittdarstellung von 2 bezieht sich auf die in 1 anhand der Schnittlinie A-A angedeutete Schnittebene.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass das Substrat 130 in den 1 und 2 lediglich ausschnittsweise dargestellt sein kann. Auch bei den weiteren Figuren kann es sich um Ausschnittsdarstellungen handeln.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht 140 dient als Abscheideelektrode für den Abscheideprozess. Das (übrige) Substrat 130 kann hingegen aus einem elektrisch nicht leitfähigen bzw. isolierenden Material ausgebildet sein, oder kann auch mehrere nicht leitfähige Materialien aufweisen. Mögliche Beispiele sind Glas, Halbleitermaterialien wie zum Beispiel GaN, Kunststoffe wie zum Beispiel Teflon, teflonbeschichtete Materialien, oder andere Kunststoffe wie beispielsweise Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester, Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyetherketone (PEEK), Polyamide, beispielsweise Polyphthalamide (PPA), Polycyclohexylendimethylenterephthalat (PCT), Silikone, Epoxide. Bei Verwendung eines Halbleitermaterials kann das Substrat 130 zum Beispiel in Form eines Halbleiterwafers vorliegen.
  • In dem Schritt 201 (vgl. 11) wird die elektrisch leitfähige Schicht 140 zunächst großflächig, beispielsweise mittels einer Gasphasenabscheidung oder durch Sputtern, auf die für das elektrophoretische Abscheiden vorgesehene Seite des Substrats 130 aufgebracht und nachfolgend strukturiert. Die elektrisch leitfähige Schicht 140 kann ein metallisches Material wie zum Beispiel Al, Ti, Ca, oder ein Halbleitermaterial wie zum Beispiel Si, ZnO, GaN aufweisen. Bei Verwendung eines Halbleitermaterials kann dieses zusätzlich dotiert sein. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht 140 kann in einem Bereich von zum Beispiel 50 bis 500nm liegen.
  • Das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht 140 dient dazu, Bereiche auf dem Substrat 130 für die nachfolgend durchgeführte elektrophoretische Abscheidung vorzugeben. Wie in der Aufsichtsdarstellung in 1 gezeigt ist, wird die elektrisch leitfähige Schicht 140 derart strukturiert, dass eine Mehrzahl an matrixförmig nebeneinander auf dem Substrat 130 angeordneten Schichtbereichen 141 erzeugt wird. Die Schichtbereiche 141 weisen eine laterale Form auf, welche jeweils auf die Oberflächenform einer Vorderseite eines Halbleiterchips 170 abgestimmt ist. Hierdurch ist es möglich, nachfolgend hierauf eine elektrophoretisch abgeschiedene Schicht 110 mit Schichtbereichen 111 zu erzeugen, welche in entsprechender Weise auf die Oberflächenform von Halbleiterchips 170 abgestimmt sind.
  • Vorliegend weisen die Schichtbereiche 141 der elektrisch leitfähigen Schicht 140, wie in 1 gezeigt, jeweils eine Rechteckform mit einer Aussparung 148 im Bereich einer Ecke auf. Die Aussparung 148 ist im Hinblick auf einen Vorderseitenkontakt der Halbleiterchips 170 gewählt. Die einzelnen Schichtbereiche 141 sind des Weiteren über relativ dünne Verbindungsstege 149 miteinander verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass die Schichtbereiche 141 elektrisch miteinander kontaktiert sind. Hierdurch kann die elektrisch leitfähige Schicht 140 an einer Stelle kontaktiert werden, um im Rahmen einer elektrophoretischen Abscheidung an sämtliche Schichtbereiche 141 ein gemeinsames elektrisches Potential anzulegen.
  • Das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht 140 kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann in Betracht kommen, das Substrat 130 vor dem großflächigen Aufbringen der Schicht 140 in Bereichen, in denen keine elektrophoretische Abscheidung erwünscht ist, durch Photolithographie-Techniken zunächst mit einer strukturierten Schicht eines Lacks bzw. Fotolacks zu bedecken. Dies betrifft zum Beispiel Trennbereiche bzw. Sägegräben, welche in einem späteren Verfahrensstadium zum Vereinzeln der Konversionselemente 100 ausgebildet werden, Bereiche für die Aussparungen 148, usw. Nach dem Aufbringen der elektrisch leitfähigen Schicht 140, welche somit auch auf dem Lack angeordnet wird, kann der Lack unter der elektrisch leitfähigen Schicht 140 herausgelöst werden. Hierdurch können auf dem Lack befindliche Teile der elektrisch leitfähigen Schicht 140 mit abgelöst werden, so dass die Schicht 140, wie in 1 gezeigt, lediglich auf ausgewählten Bereichen des Substrats 130 verbleibt.
  • Das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht 140 kann auch auf andere Art und Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann zum Strukturieren der Schicht 140 ein Laser zur Anwendung kommen, oder kann das Strukturieren durch mechanisches Ritzen erfolgen.
  • Ein elektrophoretisches Abscheiden, in dessen Verlauf wie in den 3 und 4 gezeigt eine Schicht 110 auf der elektrisch leitfähigen Schicht 140 ausgebildet wird, wird in einem nachfolgenden Schritt 202 (vgl. 11) durchgeführt. Zu diesem Zweck wird das mit der elektrisch leitfähigen Schicht 140 beschichtete Abscheidesubstrat 130, wie in 4 gezeigt, in ein Elektrophoresebad 150 eingebracht. Das Elektrophoresebad 150 umfasst ein Lösungsmittel 152 und Partikel 151, welche dazu vorgesehen sind, auf der elektrisch leitfähigen Schicht 140 abgeschieden zu werden.
  • Für das Abscheiden werden mit Hilfe einer Spannungsquelle 155 unterschiedliche elektrische Potentiale an die elektrisch leitfähige Schicht 140 und das Elektrophoresebad 150 angelegt. In Bezug auf die strukturierte elektrisch leitfähige Schicht 140 kann eine Kontaktierung, wie oben angegeben, an lediglich einer Stelle erfolgen. Durch die Spannung und das hierdurch erzeugte elektrische Feld wird eine Wanderung von Partikeln 151 zu dem Substrat 130 hervorgerufen. Die abzuscheidenden Partikel 151 lagern sich im Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht 140 an, so dass sukzessive die Schicht 110 gebildet wird. Bei diesem Prozess erfolgt ferner ein teilweises Verbinden von Partikeln 151. Die auf diese Weise elektrophoretisch abgeschiedene Schicht 110 weist einen partikelförmigen Aufbau auf, und wird daher im Folgenden auch als Partikelschicht 110 bezeichnet.
  • 3 zeigt eine Aufsichtsdarstellung des Substrats 130 mit der hierauf bzw. auf der elektrisch leitfähigen Schicht 140 elektrophoretisch abgeschiedenen Partikelschicht 110. Aufgrund der strukturierten Ausgestaltung der elektrisch leitfähigen Schicht 140 (vgl. 1) weist die Partikelschicht 110 eine vergleichbare Form mit Schichtbereichen 111 auf, welche über relativ dünne Verbindungsstege 119 miteinander verbunden sind. Die einzelnen Schichtbereiche 111 besitzen jeweils eine auf die Oberflächenform einer Vorderseite eines Halbleiterchips 170 abgestimmte Rechteckform mit einer Aussparung 118 im Bereich einer Ecke.
  • Im Hinblick auf die Herstellung von Konversionselementen 100 können die abzuscheidenden Partikeln 151 insbesondere Partikel aus wenigstens einem Konversionsmaterial zur Strahlungskonversion umfassen. Es ist möglich, die Partikelschicht 110 aus lediglich einem einzelnen Konversionsmaterial auszubilden, d.h. dass lediglich eine Art von Leuchtstoffpartikeln in dem Elektrophoresebad 150 verwendet wird. Möglich ist es auch, die Partikelschicht 110 aus einer Mischung unterschiedlicher Konversionsmaterialien auszubilden. Hierfür kann das Elektrophoresebad 150 eine Mischung verschiedener Leuchtstoffpartikel aus unterschiedlichen (d.h. zwei oder mehr) Konversionsmaterialien aufweisen, welche gleichzeitig auf der elektrisch leitfähigen Schicht 140 abgeschieden werden.
  • Mögliche Konversionsmaterialen bzw. Leuchtstoffe, aus welchen die Partikelschicht 110 ausgebildet werden kann, sind zum Beispiel mit seltenen Erden dotierte Granate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit seltenen Erden dotierte Aluminate, mit seltenen Erden dotierte Silikate, mit seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte Oxynitride, mit seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, oder mit seltenen Erden dotierte Sialone.
  • Eine Ausgestaltung der Partikelschicht 110 aus verschiedenen Leuchtstoffen kann auch durch einen mehrschichtigen, in separaten bzw. sukzessiven Abscheideprozessen erzeugten Aufbau der Partikelschicht 110 verwirklicht werden. Hierauf wird weiter unten in Zusammenhang mit 12 noch näher eingegangen.
  • Für ein elektrophoretisches Abscheiden geeignete Konversionspartikel weisen vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße (d50-Wert) im Bereich von 2 bis 25µm auf. Bevorzugt ist insbesondere eine Größe der Leuchtstoffpartikel im Bereich von 7 bis 13µm. Hierdurch ist ein zuverlässiges Abscheiden und Bilden der Partikelschicht 110 möglich.
  • Es kann in Betracht kommen, die Partikelschicht 110 nicht nur aus einem oder mehreren Konversionsmaterialien, sondern zusätzlich aus weiteren Materialien auszubilden. Ein mögliches Beispiel ist ein lichtstreuendes Material. Zu diesem Zweck können die Partikel 151 des Elektrophoresebads 150 nicht nur Leuchtstoffpartikel, sondern auch Partikel eines geeigneten lichtstreuenden Materials umfassen. Derartige Partikel können zusammen mit den Leuchtstoffpartikeln abgeschieden werden und dadurch die Partikelschicht 110 bilden. Eine Herstellung der Konversionselemente 100 mit Streupartikeln ermöglicht ein Hervorrufen einer isotropen Lichtstreuung.
  • Mögliche Diffusormaterialien, aus welchen die Streupartikel ausgebildet sein können, sind zum Beispiel SiO2, Al2O3 und TiO2. Möglich ist auch die Verwendung beschichteter Partikel. Beispielsweise können TiO2-Partikel eine Beschichtung aus Al2O3 oder SiO2 aufweisen, um die photokatalytische Aktivität von TiO2 zu reduzieren. Die Streupartikel weisen vorzugsweise eine Partikelgröße im Bereich von 100 bis 500nm auf.
  • Auf die Möglichkeit, Streupartikel oder auch Partikel anderer Materialien, zum Beispiel eines Reflektormaterials, separat abzuscheiden, insbesondere nach dem Abscheiden eines oder mehrerer Leuchtstoffe, wird weiter unten ebenfalls in Zusammenhang mit 12 noch näher eingegangen.
  • Nach dem Ausbilden der Partikelschicht 110 wird in einem weiteren Schritt 203 (vgl. 11) die elektrisch leitfähige Schicht 140 von dem Substrat 130 entfernt. Die Partikelschicht 110 verbleibt hierbei, wie in 5 gezeigt, auf dem Substrat 130. Das Entfernen bzw. Herauslösen der zwischen der Partikelschicht 110 und dem Substrat 130 befindlichen Schicht 140 kann in einem Ätzbad mit Hilfe einer geeigneten Ätzlösung zum Hervorrufen einer nasschemischen Reaktion durchgeführt werden. In Betracht kommt zum Beispiel ein Herauslösen der Schicht 140 mit einer alkalischen Ätzlösung, zum Beispiel KOH. Bei diesem Prozess wird ausgenutzt, dass die elektrophoretisch erzeugte Partikelschicht 110 eine poröse Gestalt aufweisen kann. Die Ätzlösung kann infolgedessen über Hohlräume bzw. Poren der Partikelschicht 110 zu der elektrisch leitfähigen Schicht 140 gelangen und diese auflösen.
  • Durch das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht 140 können die Konversionselemente 100 ohne die elektrisch leitfähige Schicht 140 hergestellt werden. Auf diese Weise kann eine mit der elektrisch leitfähigen Schicht 140 gegebenenfalls verbundene Strahlungsabsorption vermieden werden.
  • In einem nachfolgenden Schritt 204 (vgl. 11) wird, wie in 6 gezeigt, eine zusammenhängende Vergussschicht 120 großflächig auf der Seite des Substrats 130 mit der Partikelschicht 110 ausgebildet. Hierfür wird vorzugsweise ein Moldprozess (Molding) durchgeführt. Die Vergussschicht 120, welche eine ebene Ober- bzw. Vorderseite aufweist, ist sowohl auf der Partikelschicht 110 bzw. den Schichtbereichen 111 und Verbindungsstegen 119 als auch auf den dazwischen vorliegenden, nicht von der Partikelschicht 110 bedeckten Teilbereichen des Substrats 130 angeordnet.
  • Die Vergussschicht 120 weist ein transparentes Verguss- bzw. Matrixmaterial wie zum Beispiel ein Silikonmaterial auf. Die Vergussschicht 120 kann alternativ auch aus einem anderen transparenten Vergussmaterial ausgebildet sein. Ein Beispiel ist ein Silikon-Hybridmaterial, welches neben Silikon zusätzlich ein Epoxidmaterial oder Acrylat umfassen kann. Ein weiteres Beispiel eines Vergussmaterials ist Polysilazan. Es ist möglich, dass das Vergussmaterial beim Aufbringen bzw. Molden zusätzlich auch in Hohlräume bzw. Poren der Partikelschicht 110 eingebracht wird.
  • Die Vergussschicht 120 kann ohne Partikelfüllung ausgebildet werden, d.h. dass das Molden mit dem zu Beginn noch in einem fließfähigen Zustand (flüssig bzw. zähflüssig) und partikelfrei vorliegenden Vergussmaterial durchgeführt wird. Hierdurch ergibt sich eine vereinfachte Prozessführung für den Moldprozess. Auch ist es möglich, ein relativ zähflüssiges Vergussmaterial zu verwenden, welches in partikelgefüllter Form nicht oder nur schwer verarbeitbar ist.
  • Das Molden bzw. Übermolden des die Partikelschicht 110 aufweisenden Substrats 130 mit dem Vergussmaterial zum Bilden der Vergussschicht 120 wird mit Hilfe eines geeigneten formgebenden Wergzeugs durchgeführt, mit dessen Hilfe die Form der Vergussschicht 120 vorgegeben werden kann (nicht dargestellt). Bei dem Moldprozess kann es sich zum Beispiel um Compression-Molding (Formpressen) handeln. Hierbei wird das in (zäh-)flüssiger Form vorliegende Vergussmaterial dem Werkzeug bzw. einer Kavität einer Werkzeughälfte in einem geöffneten Zustand des Werkzeugs zugeführt. Das Substrat 120 mit der Partikelschicht 110 ist auf einer anderen Werkzeughälfte angeordnet. Beim Schließen des Werkzeugs wird das Vergussmaterial in die Kavität gedrückt und füllt diese aus. Anschließend kann das Vergussmaterial aushärten bzw. ausgehärtet werden. Das Durchführen des Compression-Molding-Prozesses bietet die Möglichkeit, die Vergussschicht 120 auf zuverlässige Weise mit einer homogenen Schichtdicke zu erzeugen.
  • In einem nachfolgenden Schritt 205 (vgl. 11) wird die auf dem Substrat 130 vorliegende Schichtanordnung aus Partikelschicht 110 und Vergussschicht 120 strukturiert. Auf diese Weise werden, wie in 7 gezeigt, vereinzelte Konversionselemente 100 auf dem Substrat 130 gebildet. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein Laserprozess durchgeführt werden. Es kann zum Beispiel ein gepulster Laser, beispielsweise ein ns-Laser, ein ps-Laser oder ein fs-Laser zum Einsatz kommen. Möglich ist auch die Verwendung eines CO2-Lasers. Neben einem Lasertrennen kann das Strukturieren auch auf mechanische Art und Weise erfolgen.
  • Beim Strukturieren wird im Wesentlichen die Vergussschicht 120 in entsprechenden Abtragungsbereichen, welche die einzelnen Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 umgeben und zwischen den Schichtbereichen 111 vorliegen, abgetragen. Auf diese Weise werden separate Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120 erzeugt, welche auf den einzelnen Schichtbereichen 111 der Partikelschicht 110 angeordnet sind. Es wird nicht nur die Vergussschicht 120, sondern zu einem geringen Teil auch die Partikelschicht 110 durchtrennt, um die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 voneinander abzutrennen bzw. zu separieren. Das Durchtrennen der Partikelschicht 110 findet im Bereich der schmalen Verbindungsstege 119 der Partikelschicht 110 statt (nicht dargestellt).
  • Jedes Konversionselement 100 weist einen durch das Strukturieren erzeugten Schichtbereich 121 der Vergussschicht 120 auf, welcher auf einem Schichtbereich 111 der Partikelschicht 110 angeordnet ist. Das Strukturieren wird derart durchgeführt, dass die Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120, und damit die Konversionselemente 100, in der Aufsicht die gleiche Kontur wie die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 besitzen, also eine einer Vorderseite eines Halbleiterchips 170 entsprechende Rechteckform mit einer Aussparung im Bereich einer Ecke (nicht dargestellt).
  • Die einzelnen Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120, und damit die Konversionselemente 100, werden vorzugsweise mit lateralen Abmessungen ausgebildet, welche etwas größer sind als die lateralen Abmessungen der Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110. In dieser Ausgestaltung sind bei den Konversionselementen 100 die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110, wie in 7 gezeigt, lateral am Rand von der Vergussschicht 120 umgeben bzw. umgriffen. Hiervon ausgenommen sind Stellen, an welchen restliche, nicht abgetragene und dadurch an den Rand der Konversionselemente 100 heranreichende Teilabschnitte der durchtrennten Verbindungsstege 119 vorliegen (nicht dargestellt).
  • Die Ausgestaltung der Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120 mit größeren lateralen Abmessungen im Vergleich zu den Schichtbereichen 111 der Partikelschicht 110 und das in Bezug auf die Partikelschicht 110 lediglich im Bereich der Verbindungsstege 119 stattfindende Durchtrennen machen es möglich, eine mit dem Strukturieren verbundene Einwirkung auf die Partikelschicht 110, bei Durchführen eines Laserprozesses in Form einer Hitzeinbringung, relativ klein zu halten. Eine Beschädigung der Partikelschicht 110 bzw. der von dieser Schicht umfassten Partikel kann infolgedessen vermieden oder weitgehend unterdrückt werden. Eine Reduzierung der Konversionseffizienz, wie sie bei der Herstellung herkömmlicher Konversionselemente infolge des Durchtrennens einer leuchtstoffgefüllten Vergussschicht auftreten kann, kann daher nicht oder nur in einem geringen und dadurch vernachlässigbaren Umfang vorliegen.
  • Im Rahmen der Herstellung optoelektronischer Bauelemente 180 werden ferner weitere Prozesse durchgeführt, welche in dem Ablaufdiagramm von 11 in einem weiteren Schritt 206 zusammengefasst sind. Hierunter fällt zum Beispiel, wie in 8 gezeigt, ein Transfer bzw. Umkleben der Konversionselemente 100 auf eine Folie 135 und ein Entfernen des Substrats 130. Die Folie 135 kann zum Beispiel eine UV-Folie sein, deren Haftwirkung unter Einwirkung einer UV-Strahlung reduziert oder aufgehoben werden kann.
  • Das Entfernen des Substrats 130, was nach dem Umlaminieren der Konversionselemente 100 auf die Folie 135 erfolgen kann, kann auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden. Es ist zum Beispiel möglich, das Substrat 130 von den Konversionselementen 100 abzuziehen oder abzulösen. Möglich ist es auch, das Substrat 130 mit Hilfe einer chemischen Reaktion wenigstens teilweise aufzulösen. Für ein solches Entfernen wird das Substrat 130 zum Beispiel aus einem alkalisch löslichen, sauer löslichen oder wasserlöslichen Kunststoffmaterial ausgebildet.
  • Die Konversionselemente 100 werden ferner, wie in 9 gezeigt, auf eine weitere Folie 136 umgeklebt und von der anderen Folie 135 getrennt. Die Folie 136 kann zum Beispiel eine sogenannte Thermoreleasefolie sein, deren Haftwirkung durch eine Temperatureinwirkung vermindert oder aufgehoben werden kann. Ausgehend von dem in 9 gezeigten Verfahrensstadium werden die Konversionselemente 100 von der Folie 136 getrennt und, ebenfalls im Rahmen des Schritts 206 (vgl. 11), in einem sogenannten Layertransferschritt auf die Vorderseiten optoelektronischer Halbleiterchips 170 aufgesetzt bzw. aufgeklebt. Bei diesem Prozess können mehrere Konversionselemente 100 gemeinsam auf den Halbleiterchips 170 platziert werden.
  • Zur Veranschaulichung zeigt 10 ein einzelnes in dieser Hinsicht ausgebildetes optoelektronisches Bauelement 180, welches einen optoelektronischen Halbleiterchip 170 und ein auf einer Vorder- bzw. Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 170 angeordnetes Konversionselement 100 aufweist. Das Konversionselement 100 ist mit der Partikelschicht 110 bzw. dem Schichtbereich 111 der Partikelschicht 110, welcher an der Unterseite des Konversionselements 100 vorliegt und von den lateralen Abmessungen her der Vorderseite des Halbleiterchips 170 entspricht, auf dem Halbleiterchip 170 platziert. Eine Befestigung kann über einen durchsichtigen Klebstoff, zum Beispiel einen Silikonklebstoff, hergestellt sein (nicht dargestellt).
  • Der Halbleiterchip 170 ist, wie in 10 gezeigt, auf einem Trägersubstrat 171 angeordnet. Ein Anordnen des Halbleiterchips 170 auf dem Trägersubstrat 171 kann vor oder auch nach dem Anordnen des Konversionselements 100 auf dem Halbleiterchip 170 erfolgen. Der Halbleiterchip 170 kann einen im Bereich der Vorderseite vorliegenden Vorderseitenkontakt, zum Beispiel in Form einer zum Drahtbonden geeigneten Kontaktfläche (Bondpad), und einen an einer hierzu entgegen gesetzten Rückseite angeordneten Rückseitenkontakt aufweisen (nicht dargestellt). Über den Rückseitenkontakt kann der Halbleiterchip 170 elektrisch und mechanisch, zum Beispiel über ein Lotmittel, mit einem Gegenkontakt des Trägersubstrats 171 verbunden sein. Der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 170 kann über einen nicht dargestellten Bonddraht an einen weiteren Gegenkontakt des Trägersubstrats 171 angeschlossen sein. Das Konversionselement 100 wird in dieser Hinsicht derart auf dem Halbleiterchip 170 angeordnet, dass der Vorderseitenkontakt über die oben beschriebene Aussparung des Konversionselements 100 freigestellt ist und somit kontaktiert werden kann.
  • Der Halbleiterchip 170 kann insbesondere ein Leuchtdiodenchip sein, so dass das Bauelement 180 ein LED-Bauelement darstellt. Der Halbleiterchip 170 ist dazu ausgebildet, im Betrieb bei Zufuhr von elektrischer Energie eine primäre Lichtstrahlung, zum Beispiel eine blaue Lichtstrahlung, zu erzeugen. Diese Lichtstrahlung kann über die Vorderseite des Halbleiterchips 170 abgegeben werden und dadurch in das Konversionselement 100 bzw. die Partikelschicht 110 eintreten. Die hier enthaltenen Leuchtstoffpartikel können die primäre Lichtstrahlung wenigstens teilweise in eine oder mehrere Lichtstrahlungen eines oder mehrerer anderer Wellenlängenbereiche, zum Beispiel im grünen bis roten Spektralbereich, umwandeln. Auf diese Weise kann eine Lichtstrahlung mit einer gewünschten Farbe, beispielsweise eine weiße Lichtstrahlung, erzeugt werden, welche über das Konversionselement 100 bzw. die Vergussschicht 120 abgegeben werden kann.
  • Bei dem Konversionselement 100 können die in der Partikelschicht 110 enthaltenen Leuchtstoffpartikel relativ dicht gepackt sein. Hieraus resultiert eine effiziente Wärmeankopplung an den Halbleiterchip 170. Im Leuchtbetrieb kann infolgedessen eine zuverlässige Entwärmung der Leuchtstoffpartikel und dadurch eine hohe Konversionseffizienz erzielt werden. Die hohe Packungsdichte ermöglicht des Weiteren eine hohe Farborthomogenität.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Konversionselement 100 bzw. der dazugehörige Schichtbereich 121 der Vergussschicht 120 an der Vorderseite eine ebene Oberfläche und scharfe Kanten aufweisen kann. Auf diese Weise ist die Möglichkeit gegeben, im Rahmen der Herstellung des Bauelements 180 einen zusätzlichen reflektiven Verguss 185, zum Beispiel in Form einer mit TiO2-Partikeln gefüllte Silikonschicht, auf das Trägersubstrat 171 aufzubringen. Wie in 10 angedeutet ist, kann sich der reflektive Verguss 185 bis zur Vorderseite des Konversionselements 100 erstrecken und den Halbleiterchip 170 und das Konversionselement 100 umfangsseitig umgeben. Die scharfen Kanten des Konversionselements 100 verhindern, dass die Oberfläche des Konversionselements 100 mit dem reflektiven Verguss 185 benetzt wird. Durch den reflektiven Verguss 185 kann erzielt werden, dass im Betrieb des Bauelements 180 eine Lichtstrahlung lediglich über die Vorderseite des Konversionselements 100 abgegeben wird.
  • Es ist möglich, das Bauelement 180 mit lediglich einem einzelnen, auf dem Trägersubstrat 171 angeordneten Halbleiterchip 170 zu verwirklichen. Alternativ kann das Bauelement 180 mit mehreren, auf dem Trägersubstrat 171 nebeneinander angeordneten Halbleiterchips 170 ausgebildet werden, wobei auf jedem Halbleiterchip 170 ein dazugehöriges Konversionselement 100 angeordnet ist (nicht dargestellt). In dieser Ausgestaltung kann das Bauelement 180 ein Chip- bzw. LED-Modul sein. Hierbei kann ebenfalls ein reflektiver Verguss 185 vorgesehen werden, welcher zwischen den Chips 170 und Konversionselementen 100 angeordnet ist und diese umgibt.
  • Das vorstehend beschriebene Verfahren, insbesondere die Herstellung von Konversionselementen 100, kann in vielfacher Weise abgewandelt werden, wie im Folgenden anhand weiterer Ausführungsformen näher beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass übereinstimmende oder vergleichbare Fertigungs- und Folgeprozesse sowie gleiche und gleichwirkende Komponenten im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben werden. Für Details zu übereinstimmenden Merkmalen, Prozessen, möglichen Vorteilen usw. wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Details, welche in Bezug auf eine der folgenden Ausführungsformen genannt werden, auch auf andere Ausführungsformen zutreffen können. Möglich ist es ferner, zwei oder mehrere der aufgezeigten Ausführungsformen zu kombinieren.
  • In einer möglichen Abwandlung des Verfahrens können zum Beispiel anstelle der Folien 135, 136 andere, gegebenenfalls als Folien vorliegende Substrate zum Einsatz kommen. Möglich ist es zum Beispiel auch, ein Umkleben von Konversionselementen 100 auf lediglich ein Substrat bzw. eine Folie vorzusehen, bevor die Konversionselemente 100 auf Halbleiterchips 170 transferiert werden. Ferner können die Konversionselemente 100 unmittelbar nach dem Entfernen des Substrats 130, also ohne weiteres Umkleben, auf Halbleiterchips 170 angeordnet werden. Des Weiteren kann ein Konversionselement 100, abweichend von 10, auch mit dem Schichtbereich 121 der Vergussschicht 120 auf einer Vorderseite eines Halbleiterchips 170 angeordnet werden.
  • In einer weiteren abgewandelten Ausführungsform wird das Strukturieren der Schichtanordnung aus Partikelschicht 110 und Vergussschicht 120 zum Bilden vereinzelter Schichtelemente 100 (Schritt 205 in 11) nicht auf dem Substrat 130 durchgeführt. Hierbei wird das Substrat 130, abweichend von den 6, 7, zuvor von der noch unstrukturierten Schichtanordnung 110, 120 entfernt, und wird die Schichtanordnung 110, 120 erst nachfolgend in die Konversionselemente 100 strukturiert (nicht dargestellt). Das Entfernen des Substrats 130 kann auch hier durch Abziehen oder Umlaminieren, oder mit Hilfe einer chemischen Reaktion, in welcher das Substrat 130 wenigstens teilweise aufgelöst wird, erfolgen. Bei dem Strukturieren kann die Schichtanordnung 110, 120 auf einem gegebenenfalls als Folie vorliegenden Substrat angeordnet sein. In diesem Zusammenhang kann des Weiteren in Betracht kommen, dass die Schichtanordnung 110, 120 für den Strukturierungsschritt mit der Vergussschicht 120 auf dem betreffenden Substrat angeordnet ist. Das Strukturieren kann hierbei, ebenfalls im Unterschied zu den 6, 7, von der entgegen gesetzten Seite der Schichtanordnung 110, 120 her erfolgen, also der Seite, an welcher die Partikelschicht 110 vorliegt.
  • Eine weitere Variante besteht darin, das Strukturieren der Schichtanordnung 110, 120 nicht mit Hilfe eines Lasers, sondern auf mechanische Art und Weise durchzuführen. Dies kann ebenfalls auf dem Substrat 130 oder alternativ auf einem anderen, gegebenenfalls als Folie vorliegenden Substrat erfolgen. Ein mechanisches Vereinzeln ist zum Beispiel über Stanzen, Sägen oder Schneiden möglich. Das Schneiden kann mit einer Schneidvorrichtung, zum Beispiel in Form eines Rollmessers, oder alternativ durch Wasserstrahlschneiden oder Sandstrahlen durchgeführt werden. Bei dem Strukturieren kann das Substrat 130, oder das andere Substrat, gegebenenfalls mit vereinzelt werden. Nach dem Vereinzeln können separate Abschnitte des Substrats 130 oder des anderen Substrats entfernt werden.
  • 12 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, welche bei dem Verfahren zur Anwendung kommen kann. Hierbei wird in dem Schritt 202 (vgl. 11) eine mehrschichtige Partikelschicht 110 auf dem Abscheidsubstrat 130 bzw. auf dessen strukturierter elektrisch leitfähiger Schicht 140 erzeugt.
  • Die Partikelschicht 110 kann zum Beispiel, wie in 12 gezeigt, mit zwei übereinander angeordneten und aus Partikeln aufgebauten unterschiedlichen Teilschichten 112, 113 ausgebildet werden. Hierfür werden zwei aufeinanderfolgende elektrophoretische Abscheideprozesse, in welchen das Substrat 130 jeweils in einem eigenen Elektrophoresbad mit Partikeln angeordnet ist, durchgeführt. Es ist möglich, die Partikelschicht 110 auch mit einer größeren Anzahl an übereinander angeordneten unterschiedlichen Teilschichten aus Partikeln auszubilden, wobei jede Teilschicht in einem separaten Abscheideprozess gebildet wird.
  • Mehrere Teilschichten können zum Beispiel in Betracht kommen, um eine Schichtung unterschiedlicher Leuchtstoffe oder Leuchtstoffmischungen zur Verfügung zu stellen. In Bezug auf 12 kann zum Beispiel die untere, zuerst erzeugte Teilschicht 113 einen ersten Leuchtstoff und die obere Teilschicht 112 einen zweiten Leuchtstoff aufweisen. Die einzelnen Teilschichten können sich auch auf andere Art und Weise voneinander unterscheiden, beispielsweise indem lediglich eine der Teilschichten 112, 113 eine Mischung unterschiedlicher Leuchtstoffe aufweist, oder beide Teilschichten 112, 113 unterschiedliche Leuchtstoffmischungen aufweisen. Des Weiteren kann eine der Teilschichten 112, 113 oder können beide Teilschichten 112, 113 mit zusätzlichen Streupartikeln ausgebildet sein. Derartige Varianten können auch bei Ausgestaltungen mit mehr als den zwei gezeigten Teilschichten 112, 113 vorgesehen sein.
  • In Bezug auf einen mehrschichtigen Aufbau der Partikelschicht 110 kann ferner vorgesehen sein, in einem separaten Abscheideprozess nach dem Abscheiden des bzw. der Leuchtstoffe ein anderes Material abzuscheiden. Beispielsweise können lediglich Streupartikel abgeschieden werden, welche somit die obere bzw. oberste Teilschicht der Partikelschicht 110 bilden können. Hinsichtlich der zweischichtigen Ausgestaltung von 12 kann zum Beispiel die Teilschicht 112 aus Streupartikeln gebildet sein, wohingegen die andere Teilschicht 113 Leuchtstoffpartikel zur Strahlungskonversion aufweist.
  • Es ist auch möglich, in einem separaten Abscheideprozess nach dem Abscheiden des bzw. der Leuchtstoffe Partikel aus einem hochreflektiven Material abzuscheiden, um die obere bzw. oberste Teilschicht der Partikelschicht 110 (bezogen auf 12 die Teilschicht 112) zu bilden. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Konversionselemente 100 in der Aufsicht eine weiße Körperfarbe besitzen. Mögliche Materialien, aus welchen reflektive Partikel ausgebildet sein können, sind zum Beispiel SiO2, Al2O3 und ZrO2. Auch hier kann gegebenenfalls die Verwendung beschichteter Partikel zur Reduzierung der photokatalytischen Aktivität vorgesehen sein.
  • In gleicher Weise kann in Betracht kommen, nach dem Abscheiden des bzw. der Leuchtstoffe anorganische Pigmente mit einer anderen Körperfarbe abzuscheiden, um die obere bzw. oberste Teilschicht der Partikelschicht 110 (bezogen auf 12 die Teilschicht 112) zu erzeugen. Auf diese Weise kann das Vorliegen einer gewünschten bzw. veränderten Körperfarbe der Konversionselemente 100 in der Draufsicht bewirkt werden. Mögliche Materialien für solche Pigmente sind zum Beispiel Oxide, Sulfide oder Cyanide von Übergangsmetallen oder seltenen Erden.
  • Das Verfahren kann des Weiteren derart durchgeführt werden, dass unterschiedliche Schicht- bzw. Konversionselemente 100, welche sich durch unterschiedliche Partikelschichten voneinander unterscheiden, in paralleler Weise ausgebildet werden. Die Partikelschichten können sich zum Beispiel durch unterschiedliche Leuchtstoffe oder Leuchtstoffmischungen, einer Ausgestaltung einer Partikelschicht aus einem Leuchtstoff und einer anderen Partikelschicht aus einer Leuchtstoffmischung, einem einschichten Aufbau einer Partikelschicht und einem mehrschichtigen Aufbau einer anderen Partikelschicht, einer Ausgestaltung einer Partikelschicht mit zusätzlichen Partikeln wie zum Beispiel Streupartikeln und einer anderen Partikelschicht ohne solche Partikel, verschiedenen mehrschichtigen Ausgestaltungen, usw. unterscheiden. Hierfür kann vorgesehen sein, die verschiedenen Partikelschichten unabhängig voneinander in separaten elektrophoretischen Abscheideprozessen auf dem Substrat 130 auszubilden. Möglich ist auch, dass unterschiedliche Partikelschichten (wenigstens) eine gemeinsame elektrophoretisch erzeugte Schicht bzw. Teilschicht aufweisen.
  • Zur Veranschaulichung dieser Variante zeigt 13 in einer Aufsichtsdarstellung das Substrat 130, auf welchem vier unterschiedliche elektrophoretisch erzeugte Partikelschichten 110, 115, 116, 117 angeordnet sind. Das Ausbilden der Partikelschichten 110, 115, 116, 117 erfolgt im Rahmen des Schritts 202 (vgl. 11). Die einzelnen Partikelschichten 110, 115, 116, 117 weisen jeweils in einer Linie angeordnete Schichtbereiche 111 auf. Diese besitzen erneut die oben beschriebene Rechteckform nebst Aussparung 118. Nur die Schichtbereiche 111 derselben Partikelschicht 110, 115, 116, 117 sind über Verbindungsstege 119 miteinander verbunden. Dies rührt von der separaten bzw. sukzessiven Herstellung der Partikelschichten 110, 115, 116, 117 her.
  • Für die Herstellung der unterschiedlichen Partikelschichten 110, 115, 116, 117 wird zuvor die elektrisch leitfähige Schicht 140 auf dem Substrat 130 mit einer solchen Struktur ausgebildet, dass in entsprechender Weise linienförmig angeordnete und separat verbundene Gruppen aus Schichtbereichen 141 vorliegen. Die separate Verbindung ist erneut über Verbindungsstege 149 hergestellt (nicht dargestellt). Infolgedessen kann an die einzelnen Gruppen aus Schichtbereichen 141 in selektiver Weise ein elektrisches Potential angelegt werden. Dadurch ist es möglich, in einem elektrophoretischen Abscheideprozess in selektiver Weise ein Abscheiden von Partikeln auf eine oder mehrere der Gruppen hervorzurufen, wohingegen ein Abscheiden im Bereich einer oder mehrerer anderer Gruppen unterbleibt. Auf den Schichtbereichen 141 und Verbindungsstegen 149 der elektrisch leitfähigen Schicht 140 können auf diese Weise separat voneinander die Schichtbereiche 111 und Verbindungsstege 119 der unterschiedlichen Partikelschichten 110, 115, 116, 117 ausgebildet werden, wie es in 13 gezeigt ist.
  • Hieran anschließend können die weiteren der oben genannten Prozesse, d.h. zum Beispiel das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht 140, das Aufbringen der Vergussschicht 120 und Strukturieren zum Ausbilden vereinzelter Konversionselemente 100 (Schritte 203 bis 205, nicht dargestellt), durchgeführt werden. Das Strukturieren kann derart erfolgen, dass im Wesentlichen die Vergussschicht 120 in entsprechenden Abtragungsbereichen, welche die einzelnen Schichtbereiche 111 der Partikelschichten 110, 115, 116, 117 umgeben und welche zwischen den Schichtbereichen 111 vorliegen, abgetragen wird. Ein Durchtrennen kann ferner an den Verbindungsstegen 119 der Partikelschichten 110, 115, 116, 117 erfolgen. Die durch das Strukturieren gebildeten Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120 können auch hier lateral größer sein als die Schichtbereiche 111 der Partikelschichten 110, 115, 116, 117, so dass die Schichtbereiche 111 am Rand abgesehen von Stellen, an welchen restliche Teilabschnitte der durchtrennten Verbindungsstege 119 vorliegen, von der Vergussschicht 120 umgeben sind.
  • 14 zeigt eine weitere Ausführungsform, welche bei dem Verfahren zur Anwendung kommen kann. Bei dieser Variante wird die auf dem Substrat 130 ausgebildete elektrisch leitfähige Schicht 140 keiner Strukturierung unterzogen. Stattdessen wird die auf der gesamten Substratseite großflächig vorliegende Schicht 140 im Rahmen des Schritts 201 (vgl. 11) zum Teil in denjenigen Bereichen, in welchen kein elektrophoretisches Abscheiden erfolgen soll, mit einer isolierenden Schicht 160 maskiert. Die isolierende Schicht 160 kann zum Beispiel aus SiO2 oder Al2O3 ausgebildet sein. In den nicht abgedeckten Bereichen der Schicht 140 können in dem Schritt 202 (vgl. 11) Partikel auf der Schicht 140 abgeschieden werden, um die Partikelschicht 110 bzw. nebeneinander angeordnete Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 mit einer auf die Oberflächenform von Halbleiterchips 170 abgestimmten Form auszubilden.
  • Die isolierende Schicht 160 kann zunächst großflächig auf die elektrisch leitfähige Schicht 140 aufgebracht und nachfolgend strukturiert werden. Die isolierende Schicht 160 kann derart strukturiert werden, dass voneinander getrennte Öffnungsbereiche vorliegen, in welchen die Schicht 140 freiliegt. Auf diese Weise kann die Partikelschicht 110 lediglich mit den Schichtbereichen 111 und ohne verbindende Verbindungsstege 119 ausgebildet werden. Hierdurch kann ein später durchgeführtes Strukturieren ohne ein Durchtrennen der Partikelschicht 110 erfolgen.
  • Nach dem Ausbilden der Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 unter Verwendung der Maskierungsschicht 160 können die weiteren der oben genannten Prozesse, d.h. zum Beispiel das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht 140, das Aufbringen der Vergussschicht 120 und das Strukturieren zum Bilden vereinzelter Konversionselemente 100 (Schritte 203 bis 205, nicht dargestellt) durchgeführt werden. Bei dem Strukturieren kann nicht nur die Vergussschicht 120 in den oben beschriebenen Abtragungsbereichen (d.h. in Bereichen, welche die einzelnen Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 umgeben) abgetragen werden, sondern kann zusätzlich die zwischen den Schichtbereichen 111 vorliegende Schicht 160 bzw. ein Teil der Schicht 160 entfernt werden. Die durch das Strukturieren gebildeten Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120 können auch hier lateral größer sein als die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110, so dass die Schichtbereiche 111 am Rand von der Vergussschicht 120 umgeben sein können. Die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 können des Weiteren am Rand zusätzlich von nicht entfernten Teilabschnitten der isolierenden Schicht 160 umgeben sein. Auch nach dem Entfernen des Substrats 130 können die vereinzelten Konversionselemente 100 derartige restliche Teilabschnitte der isolierenden Schicht 160 aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren ohne ein Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht 140 (Schritt 203 in 11) durchgeführt. Auf diese Weise können Konversionselemente 100 gebildet werden, bei denen angrenzend an die Partikelschicht 110 (bzw. an den Schichtbereich 111 sowie gegebenenfalls restliche Teilabschnitte der durchtrennten Verbindungsstege 119) die Schicht 140 vorliegt (nicht dargestellt).
  • In dieser Ausgestaltung kann bei dem zum Bilden vereinzelter Konversionselemente 100 durchgeführten Strukturieren (Schritt 205 in 11) neben dem Abtragen der Vergussschicht 120 in den entsprechenden Abtragungsbereichen auch ein Durchtrennen der Schicht 140 erfolgen. Beispielsweise kann die Schicht 140 in der in 1 gezeigten strukturierten Form vorliegen, so dass ein Durchtrennen der Schicht 140 im Bereich der Verbindungsstege 149 stattfinden kann. Dies betrifft ebenfalls eine Ausgestaltung, in welcher mehrere Gruppen von Schichtbereichen 141 der Schicht 140 separat über Verbindungsstege 149 verbunden sind, wie es anhand von 13 erläutert wurde. Hinsichtlich der anhand von 14 beschriebenen Variante kann die großflächige Schicht 140 in Abtragungsbereichen, welche die einzelnen Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 umgeben, entfernt werden.
  • Ein auf diese Art und Weise ausgebildetes und einen zusätzlichen Teilbereich der elektrisch leitfähigen Schicht 140 aufweisendes Konversionselement 100 kann zum Beispiel mit der elektrisch leitfähigen Schicht 140 auf einer Vorderseite eines Halbleiterchips 170 angeordnet werden. Um eine Strahlungsabsorption zu vermeiden, kann in Betracht kommen, die elektrisch leitfähige Schicht 140 aus einem transparenten Material, zum Beispiel dotiertem ZnO, auszubilden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren ohne eine elektrisch leitfähige Schicht 140 durchgeführt, wodurch auch ein Entfernen der Schicht 140 entfallen kann. Zu diesem Zweck wird in dem Schritt 201 (vgl. 11), wie in 15 gezeigt, anstelle des beschichteten Substrats 130 ein elektrisch leitfähiges und mit einer strukturierten isolierenden Schicht 160 versehenes Substrat 131 bereitgestellt. Das Substrat 131 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material oder einem dotierten Halbleitermaterial ausgebildet sein. Die isolierende Schicht 160 bedeckt, vergleichbar zu der anhand von 14 beschriebenen Variante, Substratbereiche, in welchen kein elektrophoretisches Abscheiden erfolgen soll. In den nicht abgedeckten Bereichen des Substrats 131 können in dem Schritt 202 (vgl. 11) Partikel abgeschieden werden, um die Partikelschicht 110 bzw. nebeneinander angeordnete Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 mit einer auf die Oberflächenform von Halbleiterchips 170 abgestimmten Form auszubilden. Hierfür wird ein entsprechendes elektrisches Potential an das Substrat 131 angelegt.
  • Die isolierende Schicht 160 kann zunächst großflächig auf das Substrat 131 aufgebracht und nachfolgend strukturiert werden. Die isolierende Schicht 160 kann derart strukturiert werden, dass voneinander getrennte Öffnungsbereiche vorliegen, in welchen das Substrat 131 freiliegt. Auf diese Weise kann die Partikelschicht 110 lediglich mit den Schichtbereichen 111 und ohne verbindende Verbindungsstege 119 ausgebildet werden, so dass ein später durchgeführtes Strukturieren ohne ein Durchtrennen der Partikelschicht 110 erfolgen kann.
  • Nach dem Ausbilden der Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 können weitere der oben genannten Prozesse, d.h. zum Beispiel das Aufbringen der Vergussschicht 120 und Strukturieren zum Ausbilden vereinzelter Konversionselemente 100 (Schritte 204 und 205, nicht dargestellt) durchgeführt werden. Bei dem Strukturieren kann nicht nur die Vergussschicht 120 in den entsprechenden Abtragungsbereichen abgetragen werden, sondern kann zusätzlich die zwischen den Schichtbereichen 111 der Partikelschicht 110 vorliegende Schicht 160 bzw. ein Teil der Schicht 160 entfernt werden. Die durch das Strukturieren gebildeten Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120 können auch hier lateral größer sein als die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110, so dass die Schichtbereiche 111 am Rand von der Vergussschicht 120 umgeben sein können. Die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 können ferner am Rand zusätzlich von Teilabschnitten der nicht entfernten isolierenden Schicht 160 umgeben sein.
  • Nach dem Entfernen des Substrats 131, was auch hier im Rahmen des Schritts 206 (vgl. 11) erfolgen kann, können die vereinzelten Konversionselemente 100 solche restlichen Teilabschnitte der isolierenden Schicht 160 aufweisen. Möglich ist es auch, dass die Teilabschnitte der isolierenden Schicht 160 zusammen mit dem Substrat 131 entfernt werden. Alternativ kann das Substrat 131, gegebenenfalls zusammen mit der isolierenden Schicht 160, vor dem Strukturieren zum Bilden vereinzelter Konversionselemente 100 entfernt werden. Das Strukturieren kann hierbei auf einem anderen Substrat durchgeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren mit einer partikelgefüllten Vergussschicht 120 durchgeführt. Zur Veranschaulichung zeigt 16 ein in dieser Hinsicht ausgebildetes Konversionselement 100. Der Schichtbereich 121 der Vergussschicht 120 weist in dem Vergussmaterial angeordnete Partikel 125 auf. Hierbei kann es sich um Partikel aus einem Konversionsmaterial oder eine Mischung unterschiedlicher Partikel aus unterschiedlichen Konversionsmaterialen zur Strahlungskonversion, streuende Partikel, reflektive Partikel und/oder Pigmente einer vorgegebenen Körperfarbe handeln. Auf diese Weise können die oben mit derartigen Partikeln verbundenen Funktionen zusätzlich oder ergänzend von der Vergussschicht 120 bewirkt werden.
  • Um mögliche Beeinträchtigungen aufgrund der Partikelfüllung, beispielsweise beim Ausbilden bzw. Molden der Vergussschicht 120 oder Strukturieren zum Bilden vereinzelter Konversionselemente 100 (Schritte 204, 205, vgl. 11) klein zu halten, kann die partikelgefüllte Vergussschicht 120 zum Beispiel hierauf abgestimmt ausgebildet werden. Im Hinblick auf den Moldprozess kann zum Beispiel eine geringe Größe und/oder Dichte der Partikel 125 vorgesehen werden. Hinsichtlich des Strukturierens, zum Beispiel durch Einsatz eines Lasers, in welchem ein Durchtrennen lediglich oder im Wesentlichen an der Vergussschicht 120 stattfinden kann, kann vorgesehen sein, empfindliche bzw. hitzeempfindliche Partikel wie insbesondere Leuchtstoffpartikel ausschließlich oder größtenteils elektrophoretisch zum Bilden der Partikelschicht 110 abzuscheiden.
  • Das Verfahren kann des Weiteren derart durchgeführt werden, dass Konversionselemente 101 ausgebildet werden, welche auf mehreren optoelektronischen Halbleiterchips 170 anordbar sind. Zur Veranschaulichung zeigt 17 ein in dieser Hinsicht ausgebildetes optoelektronisches Bauelement 181, welches mehrere auf einem Trägersubstrat 171 angeordnete optoelektronische Halbleiterchips 170, zum Beispiel Leuchtdiodenchips, aufweist. Das Bauelement 181 kann ein Chip- bzw. LED-Modul sein. Auf den Vorderseiten der Halbleiterchips 170 ist ein einzelnes Konversionselement 101 angeordnet. Das Konversionselement 101 weist, vergleichbar zu einem Konversionselement 100, einen Schichtbereich 111 einer elektrophoretisch abgeschiedenen Partikelschicht 110 und einen Schichtbereich 121 einer Vergussschicht 120 auf. Das Konversionselement 101 ist im Unterschied zu einem Konversionselement 100 mit einer lateralen Form ausgebildet, welche auf die mehreren Halbleiterchips 170 abgestimmt ist. Wie in 17 angedeutet ist, kann bei dem Konversionselement 101 der Schichtbereich 121 der Vergussschicht 120 lateral größer sein als der Schichtbereich 111 der Partikelschicht 110, so dass dieser auch hier seitlich am Rand von der Vergussschicht 120 umgeben ist.
  • Im Betrieb des Bauelements 181 können die Halbleiterchips 170 eine primäre Lichtstrahlung erzeugen, welche in das Konversionselement 100 bzw. in dessen Partikelschicht 110 eintreten und durch hier enthaltene Leuchtstoffpartikel wenigstens teilweise in eine oder mehrere Lichtstrahlungen eines oder mehrerer anderer Wellenlängenbereiche umgewandelt werden kann. Eine Herstellung des Bauelements 181 und insbesondere des Konversionselements 101 kann gemäß den oben aufgezeigten Ansätzen erfolgen. Für Details, beispielsweise zur gemeinsamen Herstellung mehrerer Konversionselemente 101, eines möglichen mehrschichtigen Aufbaus der Partikelschicht 110, eines parallelen Herstellens von Konversionselementen 101 mit unterschiedlichen Partikelschichten usw., wird daher auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen. Des Weiteren kann auch bei dem Bauelement 181 in Betracht kommen, einen zusätzlichen reflektiven Verguss auf das Trägersubstrat 171 aufzubringen, welcher die Halbleiterchips 170 und das Konversionselement 101 umfangsseitig umgibt, so dass eine Lichtstrahlung lediglich über die Vorderseite des Konversionselements 101 abgegeben wird (nicht dargestellt).
  • Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen bzw. Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Beispielsweise können anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien verwendet werden, und können obige Zahlenangaben, beispielsweise zu Schichtdicken, Partikelgrößen usw., durch andere Angaben ersetzt werden.
  • Optoelektronische Halbleiterchips 170, auf welchen die Schichtelemente anordbar sind, können wie oben angegeben einen Vorder- und einen Rückseitenkontakt aufweisen. Möglich sind auch Ausgestaltungen mit zum Beispiel lediglich zwei Vorderseitenkontakten oder lediglich zwei Rückseitenkontakten. Im Hinblick auf die erstgenannte Variante können hierauf abgestimmte Konversions- bzw. Schichtelemente mit einer Rechteckform und zwei Aussparungen für die Vorderseitenkontakte ausgebildet werden. In Bezug auf die zweite Variante können Konversions- bzw. Schichtelemente mit einer Rechteckform ohne solche Aussparungen ausgebildet werden.
  • Die zweite Variante kann zum Beispiel für das Bauelement 181 vorgesehen sein. Hierbei können die Halbleiterchips 170 lediglich zwei Rückseitenkontakte aufweisen, mit denen die Halbleiterchips 170 auf dem Trägersubstrat 171 angeordnet sind. Das Konversionselement 101 kann daher eine rechteckige Aufsichtform besitzen. Bei Verwendung von Halbleiterchips 170 mit Vorderseitenkontakten kann das Konversionselement 101 hingegen entsprechende Aussparungen aufweisen.
  • Des Weiteren können optoelektronische Halbleiterchips 170 zur Anwendung kommen, welche im Betrieb anstelle einer blauen Lichtstrahlung eine Lichtstrahlung eines anderen Spektralbereichs, zum Beispiel des ultravioletten Spektralbereichs, emittieren. Auch können optoelektronische Bauelemente 180, 181 verwirklicht werden, welche anstelle einer weißen eine andersfarbige Lichtstrahlung abgeben können.
  • In Bezug auf die anhand von 13 erläuterte Ausführungsform ist es denkbar, Schichtbereiche 141 der elektrisch leitfähigen Schicht 140, auf welchen Schichtbereiche 111 unterschiedlicher Partikelschichten 110, 115, 116, 117 erzeugt werden, in einer von der gezeigten Linienform abweichenden Anordnung bzw. Gruppierung vorzusehen. Des Weiteren können anstelle von vier unterschiedlichen Partikelschichten 110, 115, 116, 117 andere Anzahlen unterschiedlicher Partikelschichten erzeugt werden.
  • Eine weitere mögliche Abwandlung besteht darin, anstelle von Compression-Molding einen anderen Moldprozess zum Ausbilden einer Vergussschicht 120 durchzuführen. Hierunter fällt zum Beispiel ein Prozess, bei dem ein fließfähiges bzw. geschmolzenes Vergussmaterial einer Kavität eines Werkzeugs erst nach einem Schließen der dazugehörigen Werkzeugteile, wobei auf einem der Werkzeugteile ein Substrat 130 bzw. 131 mit einer Partikelschicht 110 angeordnet ist, zugeführt wird. Anschließend kann das Vergussmaterial aushärten bzw. ausgehärtet werden. Hierunter fällt zum Beispiel ein Transfer-Molding-Prozess.
  • Darüber hinaus ist die Möglichkeit gegeben, für das Ausbilden einer Vergussschicht 120 einen anderen Schichterzeugungsprozess durchzuführen. Ein mögliches Beispiel ist ein Vergießprozess. Bei diesem Prozess wird ein Rahmen auf dem betreffenden Substrat 130, 131 ausgebildet, welcher einen Substratbereich umschließt. In diesem Bereich ist (wenigstens) eine elektrophoretisch abgeschiedene Partikelschicht 110 angeordnet. Nachfolgend wird der von dem Rahmen umschlossene Substratbereich mit einem fließfähigen Vergussmaterial, welches partikelfrei oder partikelgefüllt sein kann, verfüllt bzw. vergossen. Anschließend kann das Vergussmaterial aushärten bzw. ausgehärtet werden.
  • Es ist des Weiteren möglich, das oben beschriebene Verfahren oder eine der aufgezeigten Abwandlungen nicht oder nicht nur zur Herstellung von Konversionselementen heranzuziehen. In gleicher Weise ist es denkbar, Schichtelemente 100, 101 ohne ein Konversionsmaterial herzustellen. Solche Schichtelemente 100, 101 können eine elektrophoretisch erzeugte Partikelschicht 110 aufweisen, in welcher zum Beispiel lediglich Partikel eines streuenden Materials, eines reflektiven Material und/oder Pigmente einer vorgegebenen Körperfarbe angeordnet sind. Derartige Schichtelemente 100, 101 können auf (wenigstens) einem optoelektronischen Halbleiterchip bzw. (wenigstens) einem mit einem Konversionselement ausgestatteten Halbleiterchip angeordnet werden, um eine zusätzliche Lichtstreuung oder ein Bereitstellen einer weißen oder auch anderen Körperfarbe zu bewirken. Des Weiteren kann gegebenenfalls in Betracht kommen, Schichtelemente 100, 101 herzustellen, bei denen Leuchtstoffpartikel lediglich in der Vergussschicht 120, und andere Partikel in der Partikelschicht 110 angeordnet sind.
  • Möglich ist es ferner, das Strukturieren einer Schichtanordnung aus einer Partikelschicht 110 und einer Vergussschicht 120 derart durchzuführen, dass Schichtbereiche 121 der Vergussschicht 120 mit denselben lateralen Abmessungen ausgebildet werden wie Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110. Auf diese Weise sind bei den hierdurch vereinzelten Konversionselementen 100, 101 die Schichtbereiche 111 der Partikelschicht 110 abweichend von den 7, 17 lateral am Rand nicht von der Vergussschicht 120 umgeben.
  • Darüber hinaus ist es vorstellbar, eine großflächige Partikelschicht 110 elektrophoretisch abzuscheiden, anstelle die Partikelschicht 110 in strukturierter Form (d.h. mit Schichtbereichen 111 und gegebenenfalls Verbindungsstegen 119) auszubilden. Hierauf kann eine Vergussschicht 120 großflächig aufgebracht werden. Nachfolgend kann die Schichtanordnung aus Partikelschicht 110 und Vergussschicht 120 in einzelne Schicht- bzw. Konversionselemente 100, 101 strukturiert werden. Dabei erfolgt ein Durchtrennen sowohl an der Vergussschicht 120 als auch an der Partikelschicht 110. Um eine Beschädigung der Partikelschicht 110 infolge des Strukturierens zu unterdrücken, kann gegebenenfalls in Betracht gezogen werden, das Strukturieren lediglich mechanisch durchzuführen.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 101
    Schichtelement / Konversionselement
    110
    Partikelschicht
    111
    Schichtbereich
    112, 113
    Teilschicht
    115, 116
    Partikelschicht
    117
    Partikelschicht
    118
    Aussparung
    119
    Verbindungssteg
    120
    Vergussschicht
    121
    Schichtbereich
    125
    Partikel
    130, 131
    Substrat
    135, 136
    Folie
    140
    Elektrisch leitfähige Schicht
    141
    Schichtbereich
    148
    Aussparung
    149
    Verbindungssteg
    150
    Elektrophoresebad
    151
    Partikel
    152
    Lösungsmittel
    155
    Spannungsquelle
    160
    Isolierende Schicht
    170
    Halbleiterchip
    171
    Trägersubstrat
    180, 181
    Bauelement
    185
    Reflektiver Verguss
    201–206
    Verfahrensschritt
    A-A
    Schnittlinie

Claims (16)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Schichtelements (100, 101), welches auf wenigstens einem optoeelektronischen Halbleiterchip (170) anordbar ist, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Substrats (130, 140, 131); Ausbilden einer Schichtanordnung auf dem Substrat (130, 140, 131), aufweisend eine elektrophoretisch abgeschiedene Schicht (110) und eine auf der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110) angeordnete Vergussschicht (120), wobei die elektrophoretisch abgeschiedene Schicht (110) durch Durchführen wenigstens eines elektrophoretischen Abscheideprozesses auf dem Substrat (130, 140, 131) ausgebildet wird; und Strukturieren der Schichtanordnung zum Bilden des Schichtelements (100, 101).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110) ein Abscheiden von Partikeln aus einem Konversionsmaterial zur Strahlungskonversion oder unterschiedlichen Partikeln aus unterschiedlichen Konversionsmaterialien zur Strahlungskonversion umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbilden der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110) ein Abscheiden von streuenden Partikeln, reflektiven Partikeln und/oder Pigmenten einer vorgegebenen Körperfarbe umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Schichtbereich (111) der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110) ausgebildet wird, welcher eine auf den wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchip (170) abgestimmte laterale Form aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des Substrats ein Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Schicht (140) auf dem Substrat (130) umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (140) strukturiert oder teilweise maskiert wird, um einen Bereich auf dem Substrat für eine elektrophoretische Abscheidung vorzugeben.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (140) nach dem Ausbilden der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110) entfernt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (131) teilweise maskiert wird, um einen Bereich auf dem Substrat für eine elektrophoretische Abscheidung vorzugeben.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strukturieren der Schichtanordnung das Durchführen eines der folgenden Prozesse umfasst: Laserprozess; Stanzen; Sägen; und/oder Schneiden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vergussschicht (120) ein Vergussmaterial aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Vergussschicht (120) in dem Vergussmaterial eingebettete Partikel (125) aus der folgenden Gruppe aufweist: Partikel aus einem Konversionsmaterial oder unterschiedliche Partikel aus unterschiedlichen Konversionsmaterialen zur Strahlungskonversion; streuende Partikel; reflektive Partikel; und/oder Pigmente einer vorgegebenen Körperfarbe.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vergussschicht (120) durch Durchführen eines Moldprozesses, insbesondere eines Compression-Molding-Prozesses, ausgebildet wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Entfernen des Substrats.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die auf dem Substrat (130, 140, 131) ausgebildete Schichtanordnung mehrere nebeneinander angeordnete Schichtbereiche (111) wenigstens einer elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110, 115, 116, 117) aufweist, auf welchen die Vergussschicht (120) angeordnet ist, und wobei das Strukturieren der Schichtanordnung derart durchgeführt wird, dass mehrere Schichtelemente (110) gebildet werden, welche jeweils einen Schichtbereich (111) der wenigstens einen elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110, 115, 116, 117) und einen durch das Strukturieren gebildeten Schichtbereich (121) der Vergussschicht (120) umfassen.
  15. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, wobei ein Schichtelement (100, 101) durch Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt und nachfolgend auf wenigstens einem optoelektronischen Halbleiterchip (170) angeordnet wird.
  16. Schichtelement, welches auf wenigstens einem optoelektronischen Halbleiterchip (170) anordbar ist, aufweisend: eine elektrophoretisch abgeschiedene Schicht (110, 111); und eine auf der elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht (110) angeordnete Vergussschicht (120, 121).
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