DE102015106865A1

DE102015106865A1 - Verfahren zum Herstellen eines Konverterbauteils

Info

Publication number: DE102015106865A1
Application number: DE102015106865.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Richter; Martin Brandl; Markus Burger; Günter Spath
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2015-05-04
Publication date: 2016-11-10
Also published as: US20180166614A1; DE112016002040A5; WO2016177809A1; JP2018523256A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Konverterbauteils für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung, umfassend den folgenden Schritt: Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene oder extrudierte Konversionsschicht und eine spritzgegossene oder extrudierte Diffusorschicht. Die Erfindung betrifft ferner ein Konverterbauteil sowie eine optoelektronische Leuchtvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Konverterbauteils für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Konverterbauteil sowie eine optoelektronische Leuchtvorrichtung.
Für Blitzlichtanwendungen ist eine Anforderung an ein sehr homogenes Erscheinungsbild der Blitzlicht-LED im ausgeschalteten Zustand wichtig. LED steht für „light emitting diode“ und heißt auf deutsch: Leuchtdiode.
In der Regel soll eine ausgeschaltete LED komplett weiß erscheinen, ohne dass ein LED-Substrat, ein Wirebonddraht, ein Chip oder eine Konversionsschicht sichtbar sind.
Hierfür ist es zum einen notwendig, Substrat, Chip und Draht in ein weißes Material einzubetten (zum Beispiel über Vergießen mit Silikon mit einem hochreflektivem Füllstoff oder über ein Einmolden in ein weißes Gehäusematerial).
Wenn die Konversionsschicht auf dem LED-Chip nicht erkennbar sein soll, muss auf diesen eine diffuse Streuschicht aufgebracht werden.
Das Abdecken des Substrats, eines eventuell vorhandenen Drahts (falls kein Flipchip verwendet wird) und Chips erfolgt wie oben erwähnt in der Regel über Vergießen mit weißem Vergussmaterial (alternativ Einmolden mit hochreflektivem Moldcompound zum Beispiel über ein Film Assisted Tranfermolding, folienassistiertes Spritzgießen). Bisher ist es allerdings nur möglich, entweder bis zur Chipoberkante zu vergießen oder keramische Konversionsplättchen (auf diese muss dann ebenfalls eine diffuse Schicht aufgebracht werden) einzusetzen, die scharfe Stoppkanten für die Vergussmasse/Moldmasse aufweisen.
Die in der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Konzept bereitzustellen, welches ein reproduzierbares und homogenes Erscheinungsbild eines Konverterbauteils sowie eine effiziente Eignung des Konverterbauteils für einen Vergussprozess ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Konverterbauteils für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung bereitgestellt, umfassend den folgenden Schritt:

– Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene oder extrudierte Konversionsschicht und eine spritzgegossene oder extrudierte Diffusorschicht.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Konverterbauteil für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung bereitgestellt, umfassend:

– einen Schichtenstapel aufweisend
– eine spritzgegossene oder extrudierte Konversionsschicht und
– eine spritzgegossene oder extrudierte Diffusorschicht.

Nach noch einem Aspekt wird eine optoelektronische Leuchtvorrichtung bereitgestellt, umfassend:

– ein lichtemittierendes Halbleiterbauteil und
– das Konverterbauteil für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung.

Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, ein Konverterbauteil vorzusehen, welches einen Schichtenstapel aufweist, wobei dieser Schichtenstapel eine spritzgegossene oder extrudierte Konversionsschicht und eine spritzgegossene oder extrudierte Diffusorschicht umfasst. Das heißt also insbesondere, dass es sich bei der Konversionsschicht des Schichtenstapels um eine spritzgegossene oder extrudierte Konversionsschicht handelt. Das heißt also insbesondere, dass es sich bei der Diffusorschicht des Schichtenstapels um eine spritzgegossene oder extrudierte Diffusorschicht handelt. Das heißt also insbesondere, dass die Konversionsschicht spritzgegossen oder extrudiert ist. Das heißt also insbesondere, dass die Diffusorschicht spritzgegossen oder extrudiert ist. Das heißt also insbesondere, dass die Konversionsschicht mittels eines Spritzgießens oder eines Spritzgussprozesses oder mittels eines Extrudierens oder eines Extrusionsprozesses hergestellt ist. Das heißt also insbesondere, dass die Diffusorschicht mittels eines Spritzgießens oder eines Spritzgussprozesses oder mittels eines Extrusionsprozesses oder eines Extrudierens hergestellt ist.
Durch das Vorsehen solcher Schichten für den Schichtenstapel wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass sich basierend auf der Spritzgusstechnologie oder der Extrusionstechnologie homogene Schichtdicken erzielen lassen. Insbesondere kann eine Oberfläche solch gebildeter Schichten besonders glatt hergestellt werden. Es wird also insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine Schichtdicke des Schichtenstapels reproduziert werden kann.
Durch das Vorsehen eines solchen Konverterbauteils in einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung kann ferner der technische Vorteil bewirkt werden, dass in einem ausgeschalteten Betriebszustand des lichtemittierenden Halbleiterbauteils ein optischer Eindruck oder ein optisches Erscheinungsbild geschaffen ist, welcher respektive welches dem optischen Eindruck oder dem optischen Erscheinungsbild der Diffusorschicht entspricht. Abhängig von der Farbe der Diffusorschicht kann somit insbesondere in vorteilhafter Weise ein bestimmter Farbeindruck des lichtemittierenden Halbleiterbauteils in einem ausgeschalteten Zustand erreicht werden. Die Farbe kann zum Beispiel weiß sein.
Insbesondere wird aufgrund des erfindungsgemäßen Schichtenstapels eine effiziente bauteilspezifische Konfektionierung bewirkt. Denn aufgrund der Verwendung von zwei Schichten für den Schichtenstapel können in vorteilhafter Weise Schichtdicken entsprechend den Bauteilanforderungen, den verwendeten Konvertern und der zu erzielenden Farborte entsprechend angepasst werden. Es besteht also eine hohe Flexibilität hinsichtlich einer Schichtdicke für den Schichtenstapel. So können zum Beispiel Schichtenstapel eine gleiche Dicke aufweisen bei unterschiedlichen Farborten, die in der Regel mittels unterschiedlicher Schichtdicken der Konversionsschicht erzielt werden. Die gemeinsame Dicke der Schichtenstapel kann dann zum Beispiel mittels entsprechender Anpassung der Schichtdicke der Diffusorschicht erzielt werden.
Des Weiteren kann ein solcher Schichtenstapel effizient vereinzelt werden, um vereinzelte Schichtenstapel auf einem gemeinsamen Träger zu bilden, sodass zum Beispiel eine sehr gute Konturtreue erzielt werden kann. Insbesondere können Stoppkanten für nachfolgende Vergussprozesse effizient hergestellt werden. Insbesondere kann eine schnelle Anpassung an gewünschte Dimensionen vorgenommen werden.
Nach einer Ausführungsform ist der Träger eine Folie, zum Beispiel eine Polyimid-Folie, eine Polytetrafluorethylen-Folie, eine UV-Folie, eine Sägefolie, eine sogenannte „Thermal-release-Folie“ (eine Klebefolie, die sich mittels Erwärmen von dem Objekt (hier der Schichtenstapel) lösen lässt, auch welchem die Klebefolie aufgeklebt ist).
Der Träger ist zum Beispiel aus Weißblech gebildet oder umfasst zum Beispiel Weißblech.
Eine Dicke des Trägers beträgt zum Beispiel zwischen 50µm bis 500µm.
Der Träger ist insbesondere ein temporärer Träger und wird zum Beispiel in einem späteren Verfahrensschritt wieder entfernt.
Ein Schichtenstapel im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst also insbesondere mehrere Schichten, insbesondere genau zwei Schichten, hier insbesondere die Konversionsschicht und die Diffusorschicht, die übereinander gestapelt sind. Das heißt also, dass die einzelnen Schichten des Schichtenstapels gestapelt sind.
Eine Konversionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ausgebildet, elektromagnetische Strahlung aufweisend eine erste Wellenlänge oder einen ersten Wellenlängenbereich in eine elektromagnetische Strahlung aufweisend eine zweite Wellenlänge oder einen zweiten Wellenlängenbereich zu konvertieren, wobei die zweite Wellenlänge verschieden von der ersten Wellenlänge ist respektive der zweite Wellenlängenbereich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, verschieden von dem ersten Wellenlängenbereich ist. Eine Konversionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung weist also eine Konverterfunktion oder eine Konversionsfunktion auf, konvertiert also elektromagnetische Strahlung. Die zu konvertierende elektromagnetische Strahlung kann zum Beispiel als ein Primärlicht oder als eine Primärstrahlung bezeichnet werden. Die mittels der Konversionsschicht konvertierte elektromagnetische Strahlung kann zum Beispiel als ein Sekundärlicht oder als eine Sekundärstrahlung bezeichnet werden. Aufgrund der Konversionsfunktion kann eine Konversionsschicht auch als eine Konverterschicht bezeichnet werden.
Die Primärstrahlung liegt zum Beispiel im Bereich von 430 nm bis 480 nm.
Die Sekundärstrahlung liegt zum Beispiel im Bereich von 450 nm bis 800 nm.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene Konversionsschicht und eine extrudierte Diffusorschicht ein Konversionswerkstoff mittels Spritzgießen auf eine Oberfläche eines Trägers angeordnet wird, um eine auf der Oberfläche des Trägers angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht zu bilden, wobei eine extrudierte Diffusorschicht auf die auf der Oberfläche des Trägers angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht auflaminiert wird.
Das heißt also insbesondere, dass die Konversionsschicht spritzgegossen wird, wohingegen die Diffusorschicht extrudiert ist respektive wird. Die Diffusorschicht wird auf die spritzgegossene Konversionsschicht auflaminiert.
Eine Extrusion oder ein Extrudieren einer Diffusorschicht und/oder einer Konversionsschicht weist allgemein insbesondere den Vorteil auf, dass eine große Menge an Diffusorschicht und/oder an Konversionsschicht effizient gefertigt werden kann. Zum Beispiel kann eine große Menge eine Länge von 200 m umfassen. Zum Beispiel kann eine große Menge eine Breite von 0,8 m umfassen. Das heißt, dass insbesondere eine Diffusorschicht und/oder eine Konversionsschicht mit einer Länge von zum Beispiel 200 m und mit einer Breite von zum Beispiel 0,8 m effizient hergestellt werden können. Anschließend kann in vorteilhafter Weise zum Beispiel ein Zuschneiden auf kürzere Längen und/oder kürzere Breiten erfolgen.
Ein Spritzguss oder ein Spritzgießen einer Konversionsschicht und/oder einer Diffusorschicht weist insbesondere allgemein den Vorteil auf, dass eine sehr flexible Einstellbarkeit einer Schichtdicke der Diffusorschicht und/oder der Konversionsschicht ermöglicht ist. Die Schichtdicke kann zum Beispiel mittels Einstellen der eindosierten Menge an Diffusorwerkstoff und/oder an Konversionswerkstoff (zum Beispiel ein Silikon umfassend einen Phosphor) eingestellt werden. Ferner kann in einem Spritzgussprozess oder in einem Spritzgussverfahren flexibel ein Phosphorgehalt oder eine Phosphorkonzentration in der Konversionsschicht eingestellt werden. Dies insbesondere ebenfalls mittels eines Einstellens der eindosierten Menge an Konversionswerkstoff umfassend einen Phosphor. Besonders wenn die Diffusorschicht und/oder die Konversionsschicht eine Dicke von größer oder größer gleich 200 µm aufweisen sollen, ist ein Spritzgussverfahren besonders vorteilhaft und effizient.
Das Vorsehen eines Trägers weist allgemein insbesondere den technischen Vorteil auf, dass ein effizienter Transport der Schicht oder Schichten, die auf der Oberfläche des Trägers angeordnet ist respektive sind, durchgeführt werden kann. So kann zum Beispiel der Träger in ein Spritzgusswerkzeug eingebracht werden, um mittels Spritzgießen eine spritzgegossene Schicht zu bilden. Anschließend kann der Träger aufweisend die spritzgegossene Schicht aus dem Spritzgusswerkzeug herausgenommen werden, um diesen zu einer Laminiervorrichtung zu transportieren. Durch den Träger wird also eine einfache Handhabung der Schicht oder der Schichten bewirkt. Diese Vorteile des Trägers gelten analog für weitere Ausführungsformen umfassend einen solchen Träger, auch wenn dies an den entsprechenden Stelle nicht explizit gewürdigt ist.
In einer Ausführungsform ist ein Träger aufweisend eine Trägeroberfläche vorgesehen.
In einer Ausführungsform wird ein Träger aufweisend eine Trägeroberfläche bereitgestellt.
Der Träger ist zum Beispiel in einem Klemmring eingeklemmt respektive wird in einen Klemmring eingeklemmt. Ein solcher Klemmring mit eingeklemmten Träger kann nach einer Ausführungsform an ein Oberteil eines Spritzgusswerkzeugs angeordnet oder befestigt werden.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene Konversionsschicht und eine extrudierte Diffusorschicht eine extrudierte Diffusorschicht auf eine Oberfläche eines Trägers auflaminiert wird, wobei ein Konversionswerkstoff mittels Spritzgießen auf die auf der Oberfläche des Trägers auflaminierte Diffusorschicht angeordnet wird, um eine auf der Diffusorschicht angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht zu bilden.
Das heißt also insbesondere, dass die Diffusorschicht auf die Oberfläche des Trägers auflaminiert wird, wobei dann die Konversionsschicht auf die Diffusorschicht aufgespritzt wird.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene Konversionsschicht und eine spritzgegossene Diffusorschicht ein Diffusorwerkstoff mittels Spritzgießen auf eine Oberfläche eines Trägers angeordnet wird, um eine auf der Oberfläche des Trägers angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht zu bilden, wobei ein Konversionswerkstoff mittels Spritzgießen auf die auf der Oberfläche des Trägers angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht angeordnet wird, um eine auf der Diffusorschicht angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht zu bilden.
Das heißt also insbesondere, dass beide Schichten des Schichtenstapels spritgegossen werden. Hierbei wird zunächst die Diffusorschicht auf den Träger aufgespritzt und dann erst wird die Konversionsschicht auf die so spritzgegossene Diffusorschicht aufgespritzt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist insbesondere, dass ein Herstellungsprozess rein über Formpressen (Spritzgießen) sehr flexibel ist. Man kann hierbei sowohl Dicken von Konversionsschicht / Diffusorschicht als auch Diffusorgehalt und Phosphorgehalt von Schuss zu Schuss (von Spritzguss zu Spritzguss) flexibel einstellen.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine extrudierte Konversionsschicht und eine spritzgegossene Diffusorschicht ein Diffusorwerkstoff mittels Spritzgießen auf eine Oberfläche eines Trägers angeordnet wird, um eine auf der Oberfläche des Trägers angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht zu bilden, wobei eine extrudierte Konversionsschicht auf die auf der Oberfläche des Trägers angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht auflaminiert wird.
Das heißt also insbesondere, dass die Diffusorschicht zunächst auf die Oberfläche spritzgegossen wird, wobei dann auf die spritzgegossene Diffusorschicht die Konversionsschicht auflaminiert wird. Wird die Konversionsschicht über ein Folienlaminieren (Extrudieren) hergestellt, lassen sich wesentlich dünnere Schichtdicken (mindestens 30 µm) für die Konversionsschicht erzielen. Eine Schichtdicke ist natürlich insbesondere abhängig von einer Phosphorpartikelgröße. Die Schichtdicke der Konversionsfolie (oder Konversionsschicht) beträgt zum Beispiel ungefähr drei Mal (3×) die Phosphorpartikelgröße. Das Molden (Spritzgießen) der Diffusorschicht ist weniger kritisch, da die Diffusorpartikel üblicherweise sehr klein sind (< 1 µm). Daher lassen sich auch Diffusorschichtdicken von 50µm molden (spritzgießen). Eine typische Molddicke (Diffusorschichtdicke) kann aber auch zum Beispiel 100 µm betragen.
Das heißt, dass eine spritzgegossene Diffusorschicht zum Beispiel eine Dicke zwischen 40 µm und 60 µm, insbesondere 50 µm, oder eine Dicke zwischen 90 µm und 110 µm, insbesondere 100 µm, aufweist.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine extrudierte Konversionsschicht und eine spritzgegossene Diffusorschicht eine extrudierte Konversionsschicht auf eine Oberfläche eines Trägers auflaminiert wird, wobei ein Diffusorwerkstoff mittels Spritzgießen auf die auf der Oberfläche des Trägers auflaminierte Konversionsschicht angeordnet wird, um eine auf der Konversionsschicht angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht zu bilden.
Das heißt also insbesondere, dass die extrudierte Konversionsschicht auf die Oberfläche des Trägers auflaminiert wird, wobei dann auf die auflaminierte Konversionsschicht die Diffusorschicht spritzgegossen wird. Hier gelten insbesondere dieselben Vorteile wie bei der Ausführungsform, in der die Diffusorschicht spritzgegossen (gemoldet) wird und die Konversionsschicht auflaminiert wird.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach dem Bilden des Schichtenstapels der Träger vom Schichtenstapel entfernt wird.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass der Schichtenstapel ungestört von dem Träger weiter für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung verwendet werden kann. Insbesondere kann dann in vorteilhafter Weise eine optoelektronische Charakterisierung des Schichtenstapels vorgenommen werden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger als eine Trägerfolie gebildet ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass aufgrund der Flexibilität der Trägerfolie eine einfache Handhabung des Trägers ermöglich ist. Insbesondere kann eine solche Trägerfolie im Rahmen eines so genannten „Film Assisted Molding“-Spritzgussprozesses verwendet werden. Hierbei steht „Film Assisted Molding“ für folienassistiertes Spritzgießen.
Das Spritzgießen ist nach einer Ausführungsform ein Film assisted modling.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Diffusorschicht und/oder die Konversionsschicht als eine Diffusorfolie respektive Konversionsfolie gebildet ist respektive sind.
Durch das Vorsehen einer Diffusorfolie und/oder eine Konversionsfolie wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass aufgrund der Flexibilität der Folie(n) eine effiziente Handhabung des Schichtenstapels erzielt werden kann.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine extrudierte Konversionsschicht und eine extrudierte Diffusorschicht eine extrudierte Konversionsschicht und eine extrudierte Diffusorschicht zusammenlaminiert werden.
Das heißt also insbesondere, dass die beiden Schichten des Schichtenstapels zusammenlaminiert werden. Ein Vorteil hier ist insbesondere, dass sich der Stack (Schichtenstapel) aus extrudierter Konversionsschicht (Folie) und diffuser Schicht (extrudierter Diffusorschicht) (Folie) sehr dünn aufbauen oder herstellen lässt (mindestens 60 µm).
Eine minimale Schichtdicke bei einem Schichtenstapel umfassend eine spritzgegossene Konversionsschicht und eine extrudierte Diffusorschicht beträgt nach einer Ausführungsform zum Beispiel 230 µm.
Eine minimale Schichtdicke bei einem Schichtenstapel umfassend eine extrudierte Konversionsschicht und eine spritzgegossene Diffusorschicht beträgt nach einer Ausführungsform zum Beispiel 80 µm.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Diffusorschicht einen oder mehrere Diffusorpartikel umfasst, insbesondere: SiO₂-Partikel, Al₂O₃-Partikel, TiO₂-Partikel, Silikonpartikel, Glaspartikel. Ein Diffusorpartikel kann zum Beispiel als ein Diffusor bezeichnet werden.
Durch das Vorsehen von einem oder mehreren Diffusorpartikeln wird insbesondere der technische Vorteil erzielt, dass eine effiziente Streuung von elektromagnetischer Strahlung bewirkt ist. Insbesondere kann durch Vorsehen von unterschiedlichen Partikelgrößen ein unterschiedlicher Streuungsgrad oder Streuquerschnitt eingestellt werden. Zum Beispiel kann ein Diffusorpartikel eine mittlere Korngröße von 100 nm bis 10 µm umfassen. Das heißt also insbesondere, dass ein Durchmesser der Diffusorpartikel zwischen 100 nm und 10 µm betragen kann.
Die vorstehend genannten Materialien für Diffusorpartikel und insbesondere die verschiedenen Partikelgrößen weisen in vorteilhafter Weise unterschiedliche Eigenschaften auf, die den Anforderungen entsprechend eingesetzt werden können. So trägt zum Beispiel Al2O3 besser zur Homogenisierung des Lichts oder allgemein der elektromagnetischen Strahlung bei. TiO2 trägt dafür zum besseren Weißeindruck im ausgeschaltetem Zustand bei.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Konversionsschicht Silikon und einen Konverter umfasst.
Ein Konverter im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Material oder eine Materialzusammensetzung (also allgemein ein Werkstoff), die eine Konversion von elektromagnetischer Strahlung bewirkt. Ein Konverter ist zum Beispiel ein Phosphor. Ein Konverter ist zum Beispiel ein organischer oder ein anorganischer Farbstoff. Konverter sind insbesondere Pulver (umfassend zum Beispiel Phosphor und/oder einen anorganischen und/oder einen organischen Leuchtstoff), die in einer strahlungsstabilen Matrix fixiert sind. Silikon eignet sich besonders in dem vorstehend angegebenen beispielhaften Bereich der Primärstrahlung als Matrixmaterial.
Das heißt insbesondere, dass der Konverter, zum Beispiel ein Pulver, in Silikon eingebettet ist. Das Silikon bildet also insbesondere eine Matrix, in welcher das Pulver oder allgemein der Konverter vorzugsweise eingebettet ist.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine der beiden Schichten, insbesondere beide Schichte, also die Diffusorschicht und/oder die Konversionsschicht Silikon umfasst.
Das heißt also insbesondere, dass die Diffusorschicht ein Silikon umfassen kann. Insbesondere kann die Konversionsschicht ein Silikon umfassen. Die Verwendung von Silikon weist insbesondere den technischen Vorteil auf, dass ein effizientes Spritzgießen respektive effiziente Extrusion ermöglicht ist.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Konversionsschicht eine Schichtdicke zwischen 10 µm und 200 µm, insbesondere zwischen 30 µm und 200 µm, aufweist.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Diffusorschicht eine Schichtdicke zwischen 10 µm und 500 µm, insbesondere zwischen 30 µm und 500 µm, aufweist.
Die vorstehend genannten Schichtdicken hängen insbesondere von einem gewünschten Farbort und/oder insbesondere von einer gewünschten Gesamtschichtdicke (Dicke des Schichtenstapels) ab.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das lichtemittierende Halbleiterbauteil eine lichtemittierende Diode, also eine Leuchtdiode, ist. Eine solche Leuchtdiode wird im Englischen als „light-emitting diode (LED)“ bezeichnet.
Nach einer Ausführungsform ist das lichtemittierende Halbleiterbauteil eine Laserdiode. Insbesondere sind mehrere lichtemittierende Halbleiterbauteile vorgesehen, die beispielsweise gleich oder vorzugsweise unterschiedlich gebildet sein können.
Das heißt also insbesondere, dass das Konverterbauteil in einem Abstrahlbereich des oder der lichtemittierenden Halbleiterbauteile angeordnet ist, um die elektromagnetische Strahlung, die mittels des oder der lichtemittierenden Halbleiterbauteile emittiert wird, zu konvertieren.
Nach einer Ausführungsform sind mehrere Konverterbauteile vorgesehen.
Eine Schicht (zum Beispiel Konversionsschicht, Diffusorschicht) des Schichtenstapels umfasst eine Oberseite und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite. Je nach Anordnung der Schichten im Schichtenstapel untereinander ist die Unterseite der einen Schicht auf der Oberseite einer anderen Schicht angeordnet. Eine Position einer Schicht im Schichtenstapel kann zum Beispiel bezogen auf den Träger definiert werden.
Silikone (auch Silicone; Einzahl: das Silikon oder Silicon), chemisch Poly(organo)siloxane, ist eine Bezeichnung für eine Gruppe synthetischer Polymere, bei denen Siliciumatome über Sauerstoffatome verknüpft sind.
Nach einer Ausführungsform ist eine Vereinzelung des Schichtenstapels vorgesehen. Der Schichtenstapel wird also insbesondere vereinzelt. Das heißt also zum Beispiel, dass in dem Schichtenstapel Aussparungen gebildet werden, die durch den Schichtenstapel bis hin zur Oberfläche des Trägers verlaufen. Somit sind also voneinander getrennte Schichtenstapel gebildet, die auf dem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Diese vereinzelten Schichtenstapel bilden somit vereinzelte Konverterbauteile.
Das Vereinzeln kann zum Beispiel mittels einer Säge, eines Lasers, eines Wasserstrahls und/oder einer Stanze durchgeführt werden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine bereits fertig hergestellte extrudierte Diffusorschicht im Rahmen des Herstellungsverfahrens verwendet wird. Insbesondere ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine solche Diffusorschicht im Rahmen des Herstellungsverfahrens extrudiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst also nach einer Ausführungsform explizit den Schritt des Extrudierens einer Diffusorschicht.
Das heißt also, dass in einem Schritt des Herstellungsverfahrens (das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen) vorgesehen sein kann, dass die extrudierte Diffusorschicht gebildet wird.
Extrudieren kann auch als ein Folienziehen bezeichnet werden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine bereits fertig hergestellte extrudierte Konversionsschicht im Rahmen des Herstellungsverfahrens verwendet wird. Insbesondere ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine solche Konversionsschicht im Rahmen des Herstellungsverfahrens extrudiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst also nach einer Ausführungsform explizit den Schritt des Extrudierens einer Konversionsschicht.
Das heißt also, dass in einem Schritt des Herstellungsverfahrens (das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen) vorgesehen sein kann, dass die extrudierte Konversionsschicht gebildet wird.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Konverterbauteil für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung mittels des Verfahrens zum Herstellen eines Konverterbauteils für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung hergestellt ist respektive wird.
Nach einer Ausführungsform ist der Schichtenstapel auf der Oberfläche eines Trägers angeordnet oder gebildet.
Ausführungsformen betreffend das Konverterbauteil ergeben sich analog aus entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens und umgekehrt. Das heißt also, dass sich technische Funktionalitäten für das Konverterbauteil aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Verfahrens ergeben und umgekehrt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
1 bis 7 jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines ersten Konverterbauteils,
8 bis 12 jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines zweiten Konverterbauteils,
13 bis 20 jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines dritten Konverterbauteils,
21 einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines vierten Konverterbauteils,
22 bis 27 jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines fünften Konverterbauteils,
28 einen Schritt in einem Verfahren zum Herstellen eines sechsten Konverterbauteils,
29 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Konverterbauteils und
30 eine optoelektronische Leuchtvorrichtung zeigen.
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
1 zeigt einen bereitgestellten Träger 101 in einer seitlichen Schnittansicht. Der Träger 101 kann zum Beispiel als eine Trägerfolie gebildet sein. Der Träger 101 kann zum Beispiel aus folgendem Material gebildet sein oder folgende Materialien umfassen: Polyimid, Polytetrafluorethylen, UV-Folie, Sägefolien, „Thermal release foil“, Metallblech.
Der Träger 101 weist eine Oberfläche 103 auf. Der Träger 101 ist einem Klemmring 105 eingeklemmt, so dass der Träger 101 verlagert oder bewegt werden kann, indem der Klemmring 105 verlagert oder bewegt wird.
2 zeigt ein Spritzgusswerkzeug 201 umfassend ein Unterteil 203 und ein Oberteil 205 in einer seitlichen Schnittansicht. Der Träger 101 ist an dem Oberteil 205 angeordnet. Dies dadurch, indem der Klemmring 105 an dem Oberteil 205 befestigt ist. Wenn das Oberteil 205 und das Unterteil 203 des Spritzgusswerkzeugs 201 zusammengesetzt sind, so wird dadurch eine Kavität gebildet, in welcher gemäß 2 ein Kavitätseinsatz 207 eingesetzt ist. 2 zeigt das Spritzgusswerkzeug 201 in einem offenen Zustand.
Den Kavitätseinsatz 207 umschließend ist ein Dichtrahmen 209 vorgesehen, wobei Dichtungen 211 gebildet sind, die die Kavität im geschlossenen Zustand des Spritzgusswerkzeugs 201 hermetisch abdichten.
Ferner ist neben dem Kavitätseinsatz 207 links und rechts jeweils eine Kavitätseinsatzklemme 213 vorgesehen. Die Kavitätseinsatzklemmen 213 werden jeweils mittels einer Federkraft, die durch eine Feder 215 erzeugt wird, beaufschlagt. Das heißt also, dass in einem geschlossenen Zustand des Spritzgusswerkzeugs 201 durch die Federn 215 über die Kavitätseinsatzklemmen 213 eine elastische Federspannung auf das Oberteil 205 wirkt.
Auf einer Oberfläche des Unterteils 203, die dem Oberteil 205 zugewandt ist, ist eine Antihaftfolie 217 angeordnet. Diese Antihaftfolie kann zum Beispiel Ethylen-Tetrafluorethylen umfassen oder aus Ethylen-Tetrafluorethylen gebildet sein.
Auf die Antihaftfolie 217 wird ein Konversionswerkstoff 219 aufgebracht. Die Antihaftfolie 217 verhindert ein Anhaften des Konversionswerkstoffs 219 auf der Oberfläche des Unterteils 203.
Der Spritzgussprozess oder das Spritzgussverfahren, der respektive das mittels des Spritzgusswerkzeugs 201 durchgeführt wird, ist oder umfasst allgemein (also auch insbesondere losgelöst von diesem Ausführungsbeispiel) insbesondere einen Formpressprozess (auf Englisch: Compressionsmolding) oder ein Formpressverfahren. Daher kann ein Spritzgießen im Sinn der vorliegenden Erfindung allgemein insbesondere ein Formpressen umfassen oder als ein Formpressen bezeichnet werden. „Spritzgegossen“ kann dann zum Beispiel allgemein ein „formgepresst“ umfassen oder als „formgepresst“ bezeichnet werden.
3 zeigt das Spritzgusswerkzeug 201 in einem geschlossenen Zustand. Das heißt also, dass sich das Unterteil 203 und das Oberteil 205 einander nähern und schließen. Es findet somit ein dem Fachmann an sich bekannter Spritzgussprozess statt, hier insbesondere ein Film assisted Molding oder auf Deutsch ein Folienassistiertes Spritzgießen. Das heißt also, dass aus dem eingebrachten Konversionswerkstoff 219 eine spritzgegossene Konversionsschicht 301 gebildet wird. Es wird also eine spritzgegossene Konversionsschicht 301 auf der Oberfläche 103 des Trägers 101 während des Spritzgießens gebildet.
4 zeigt das Spritzgusswerkzeug 201 in einem offenen oder geöffneten Zustand nach dem Spritzgießen.
5 zeigt den Klemmring 105 umfassend den eingeklemmten Träger 101 nach einem Entfernen des Klemmrings 105 von dem Oberteil 205 des Spritzgusswerkzeugs 201. Deutlich zu sehen ist die spritzgegossene Konversionsschicht 301, die zum Beispiel als eine spritzgegossene Konversionsfolie gebildet sein kann. Die spritzgegossene Konversionsschicht 301 umfasst eine Oberfläche 501, die der Oberfläche 103 des Trägers 101 abgewandt ist.
6 zeigt eine extrudierte Diffusorschicht 601. Die extrudierte Diffusorschicht 601 kann bereits fertig hergestellt sein. In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren umfasst, dass eine solch extrudierte Diffusorschicht hergestellt wird.
Diese extrudierte Diffusorschicht 601 wird auf die Oberfläche 501 der Konversionsschicht 301 auflaminiert, wie dies 7 zeigt. Zum Auflaminieren ist eine Walze 701 vorgesehen, die zwecks Auflaminierung die Diffusorschicht 601 auf die Oberfläche 501 presst. Eine Bewegungsrichtung der Walze 701 während des Auflaminierens ist mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 703 gekennzeichnet.
Somit ist ein Konverterbauteil 705 gebildet. Das Konverterbauteil 705 umfasst einen Schichtenstapel, der die spritzgegossene Konversionsschicht 301 und die extrudierte Diffusorschicht 601 umfasst. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass dieser Schichtenstapel von dem Träger 101 entfernt wird.
8 bis 12 zeigen jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines zweiten Konverterbauteils.
8 zeigt den eingeklemmten Träger 101 analog zu 1, wobei hier bereits eine extrudierte Diffusorschicht 601, die zum Beispiel als eine extrudierte Diffusorfolie gebildet sein kann, auf der Oberfläche 103 des Trägers 101 auflaminiert ist. Das heißt also insbesondere, dass das Verfahren das Herstellen einer extrudierten Diffusorschicht umfassen kann. Insbesondere umfasst das Verfahren das Auflaminieren einer solch extrudierten Diffusorschicht auf die Oberfläche 103 des Trägers 101.
Die Diffusorschicht 601 weist eine Oberfläche 801 auf, die der Oberfläche 103 abgewandt ist.
9 bis 11 zeigen analog zu den 2 bis 4 einen Spritzgussprozess, um eine spritzgegossene Konversionsschicht herzustellen. Das heißt also, dass gemäß 9 der eingeklemmte Träger 101 aufweisend die auflaminierte Diffusorschicht 601 an dem Oberteil 205 des Spritzgusswerkzeugs 201 angeordnet wird. Es wird analog zu 2 ein Konversionswerkstoff 219 auf die Antihaftfolie 217 angeordnet, um entsprechend eine spritzgegossene Konversionsschicht 301 auf der Oberfläche 801 zu bilden.
12 zeigt den Träger 101, nachdem der Klemmring 105 vom Oberteil 205 entfernt wurde. Zu sehen ist ein Schichtenstapel umfassend die extrudierte Diffusorschicht 601 und die spritzgegossene Konversionsschicht 301, die auf der Oberfläche 801 gebildet ist.
Somit ist ein Konverterbauteil 1201 hergestellt umfassend den Schichtenstapel aus Diffusorschicht 601 und Konversionsschicht 301. Auch hier kann in einer nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Träger 101 von diesem Schichtenstapel entfernt wird.
13 bis 20 zeigen jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines dritten Konverterbauteils. Diese Ausführungsform umfasst einen Träger 101 eingeklemmt in einem Klemmring 105 analog zu 1. Auch hier wird der Träger in ein Oberteil 205 eines Spritzgusswerkzeugs 201 analog zu 2 angeordnet, was im Folgenden noch weiter erläutert wird.
13 bis 15 zeigen analog zu 2 bis 4 einen Spritzgussprozess (die entsprechenden Ausführungen gelten analog), wobei hier aber keine Konversionsschicht spritzgegossen wird, sondern vielmehr eine Diffusorschicht. Das heißt also, dass kein Konversionswerkstoff 219, sondern ein Diffusorwerkstoff 1301 auf die Antihaftfolie 217 gebracht wird, um im geschlossenen Zustand des Spritzgusswerkzeugs 201 mittels eines Spritzgussprozesses eine spritzgegossene Diffusorschicht 1401 zu bilden. 15 zeigt das Spritzgusswerkzeug 201 in einem geöffneten Zustand, wobei auf der Oberfläche 103 des Trägers 101 die spritzgegossene Diffusorschicht 1401 gebildet oder angeordnet ist. Die spritzgegossene Diffusorschicht 1401 weist eine Oberfläche 1501 auf, die der Oberfläche 103 abgewandt ist.
16 zeigt den Träger 101 aufweisend die spritzgegossene Diffusorschicht 1401, nachdem der Klemmring 105 vom Oberteil 201 entfernt wurde.
Gemäß 17 bis 19 ist ein weiterer Spritzgussprozess vorgesehen, wobei dieses Mal analog zu 2 bis 4 eine Konversionsschicht spritzgegossen wird. Das heißt also, dass ein Konversionswerkstoff 219 auf die Antihaftfolie 217 gebracht wird. Am Oberteil 205 des Spritzgusswerkzeugs 201 ist der Träger 101 gemäß 16 aufweisend die spritzgegossene Diffusorschicht 1401 angeordnet. Die Oberfläche 1501 der spritzgegossenen Diffusorschicht 1401 ist also dem Konversionswerkstoff 219 zugewandt. Entsprechend kann dann mittels Schließen des Spritzgusswerkzeugs 201 und anschließendem Spritzgussprozess die Konversionsschicht spritzgegossen werden. Das heißt also, dass entsprechend dem Spritzgussprozess eine spritzgegossene Konversionsschicht 301 auf der Oberfläche 1501 der spritzgegossenen Diffusorschicht 1401 gebildet wird.
20 zeigt den Träger 101 umfassend die spritzgegossene Diffusorschicht 1401 und die spritzgegossene Konversionsschicht 301, nachdem der Klemmring 103 vom Oberteil 205 entfernt wurde.
Somit ist also ein Konverterbauteil 2001 hergestellt umfassend einen Schichtenstapel aufweisend die spritzgegossene Diffusorschicht 1401 und die spritzgegossene Konversionsschicht 301. Auch hier kann in einer nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Träger 101 von diesem Schichtenstapel entfernt wird.
21 zeigt einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines weiteren Konverterbauteils.
Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Spritzgussprozess zum Spritzgießen einer Diffusorschicht 1401 analog zu 13 bis 15 vorgesehen. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß 17 bis 20 ist aber kein Spritzgießen der Konversionsschicht vorgesehen, sondern ein Auflaminieren einer extrudierten Konversionsschicht 2101 auf die Oberfläche 1501 der spritzgegossenen Diffusorschicht 1401.
Das heißt also, dass die Anordnung gemäß 16 verwendet wird, um auf die Oberfläche 1501 die extrudierte Konversionsschicht 2101 aufzulaminieren. Dies analog zu 7 mit einer Walze 701. Auch hier kann vorgesehen sein, dass die extrudierte Konversionsschicht 2101 bereits hergestellt wurde oder im Rahmen des Verfahrens hergestellt wird.
Somit ist ein Konverterbauteil 2103 hergestellt umfassend einen Schichtenstapel aufweisend die spritzgegossene Diffusorschicht 1401 und die extrudierte Konversionsschicht 2101. Auch hier ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen, dass der Träger 101 von diesem Schichtenstapel entfernt wird.
22 bis 27 zeigen jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines weiteren Konverterbauteils.
Gemäß 22 wird eine extrudierte Konversionsschicht 2101 bereitgestellt. Diese wird gemäß 23 auf die Oberfläche 103 des Trägers 101 auflaminiert. Der Träger 101, der im Klemmring 105 eingeklemmt ist, wobei der Träger 101 die auflaminierte Konversionsschicht 2101 aufweist, wird dann gemäß 24 an das Oberteil 205 des Spritzgusswerkzeugs 201 befestigt. Analog zu den 13 bis 15 wird dann eine Diffusorschicht spritzgegossen. Das heißt also, dass in das Spritzgusswerkzeug 201 ein Diffusorwerkstoff 1301 eingebracht wird, so dass im Rahmen des Spritzgussprozesses eine spritzgegossene Diffusorschicht 1401 auf einer Oberfläche 2401 der Konversionsschicht 2101 gebildet wird, wobei die Oberfläche 2401 der Oberfläche 103 des Trägers 101 abgewandt ist.
27 zeigt den Träger 101 aufweisend die auflaminierte Konversionsschicht 2101 und die spritzgegossene Diffusorschicht 1401 nach einem Entfernen des Trägers 101 vom Oberteil 205. Somit ist ein Konverterbauteil 2701 hergestellt aufweisend einen Schichtenstapel umfassend die Konversionsschicht 2101 und die Diffusorschicht 1401. Auch hier ist einer nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen, dass der Träger 101 von diesem Schichtenstapel entfernt wird.
28 zeigt einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen eines weiteren Konverterbauteils.
Gemäß dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine extrudierte Konversionsschicht 2101 und eine extrudierte Diffusorschicht 601 bereitgestellt werden, wobei diese beiden extrudierten Schichten 2101, 601 zusammenlaminiert werden. Dies analog zu 7 mittels einer Walze 701.
Somit ist ein Konverterbauteil 2801 herstellt, das einen Schichtenstapel umfasst aufweisend die beiden extrudierten Schichten 601, 2101.
In nicht gezeigten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die vorstehend beschriebenen Konverterbauteile jeweils vereinzelt werden. Dies zum Beispiel mittels Sägen, Wasserstrahlschneiden, Laserstrahlschneiden oder Stanzen. In nicht gezeigten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die vereinzelten Konverterbauteile elektrooptisch charakterisiert werden.
29 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Konverterbauteils für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung. Das Verfahren umfasst den folgenden Schritt:

– Bilden 2901 eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene oder extrudierte Konversionsschicht und eine spritzgegossene oder extrudierte Diffusorschicht.

30 zeigt eine optoelektronische Leuchtvorrichtung 3001.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 3001 umfasst ein lichtemittierendes Halbleiterbauteil 3003, zum Beispiel eine Leuchtdiode, insbesondere eine Laserdiode. Die Leuchtdiode ist zum Beispiel eine anorganische oder eine organische Leuchtdiode.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 3001 umfasst ferner ein Konverterbauteil 3005. Das heißt also insbesondere, dass das Konverterbauteil 3005 einen Schichtenstapel gemäß einem der vorstehend beschriebenen Schichtenstapel umfassen kann.
In einem Betrieb der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 3001 emittiert das lichtemittierende Halbleiterbauteil 3003 Primärlicht 3007. Dieses Primärlicht 3007 wird mittels des Konverterbauteils 3005 in Sekundärlicht 3009 konvertiert.
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, einen Schichtenstapel, insbesondere einen zweischichtigen Schichtenstapel, für ein Konverterbauteil herzustellen, wobei dieser Schichtenstapel eine Konversionsschicht und eine Diffusorschicht aufweist. Als Diffusor für die Diffusorschicht werden insbesondere Partikel mit einer mittleren Korngröße von 100 nm bis 10 µm verwendet. Als Material für einen Diffusor werden insbesondere folgende Diffusorpartikel verwendet: SiO₂-Partikel, Al₂O₃-Partikel, TiO₂-Partikel, Silikonpartikel, Glaspartikel.
Durch das Vorsehen solcher Schichtenstapel können definierte und scharfe Außenkanten des Konverterbauteils bewirkt werden, an denen zum Beispiel im Rahmen eines Vergussprozesses Vergussmasse stoppt, ohne auf das Konverterbauteil zu fließen.
Insbesondere weisen die Schichten des Schichtenstapels eine sehr homogene Dicke auf. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da eine Dickenschwankung innerhalb eines Konverterbauteils sehr wichtig ist. Insbesondere wenn mehrere Halbleiterbauteile, insbesondere mehrere Chips, jeweils mit entsprechendem Konverterbauteil auf einem gemeinsamen Substrat mit, zum Beispiel weißer, Vergussmasse verfüllt werden, ist auch die Dickenschwankung von Konverterbauteil zu Konverterbauteil entscheidend. Hier weist die Erfindung aber den Vorteil auf, dass eine reproduzierbare Schichtendicke des Schichtenstapels und somit letztlich des Konverterbauteils aufgrund der Verwendung von extrudierten oder spritzgegossenen Schichten ermöglicht ist.
Der erfindungsgemäße Gedanke zur Herstellung solcher Schichten sieht insbesondere vor, für die Herstellung der Schichten, insbesondere der Folien, zum Beispiel Silikonfolien zu verwenden, die entweder über Folienziehprozesse, also ein Extrusionsverfahren, oder über einen Compression Molding Prozess (so genanntes Layer Molding), also ein Spritzgussverfahren, hergestellt werden. Beide Prozesse oder Verfahren erzeugen eine sehr homogene Schichtdicke und eine glatte Oberfläche der Silikonfolien.
Folgende Ausführungsformen des Verfahrens sind insbesondere beispielhaft vorgesehen (Wenn der Begriff „Folie“ verwendet wird, soll stets „Schicht“ mitgelesen werden; Molden steht für Spritzgießen; Folienziehen steht für Extrudieren):

a) Molden (Spritzgießen) einer Konversionsfolie. Folienziehen (Extrudieren) einer diffusen Folie (Diffusorschicht). Auflaminieren der diffusen Folie auf die Konversionsfolie. Beim Compressionmoldingprozess werden allgemein und insbesondere losgelöst von diesem Ausführungsbeispiel insbesondere Schichten mit einer Dicke größer als 200 µm gebildet, um in vorteilhafter Weise zu verhindern, dass es bei niedrigeren Schichtdicken beispielsweise zu einer Phosphorseparation der groben Konversionspartikel kommt. Diese Ausführungsform a) wurde im Zusammenhang mit den 1 bis 7 beispielhaft erläutert.
b) Folienziehen der diffusen Folie (Diffusorschicht). Aufmolden der Konversionsschicht auf die diffuse Folie. Diese Ausführungsform b) wurde im Zusammenhang mit den 8 bis 12 beispielhaft erläutert.
c) Molden der diffusen Folie (Diffusorschicht. Aufmolden der Konversionsschicht auf die diffuse Folie. Diese Ausführungsform c) wurde im Zusammenhang mit den 13 bis 20 beispielhaft erläutert.
d) Molden der diffusen Folie (Diffusorschicht). Folienziehen der Konversionsfolie. Auflaminieren der Konversionsfolie auf die diffuse Folie. Diese Ausführungsform d) wurde im Zusammenhang mit der 21 beispielhaft erläutert.
e) Folienziehen der Konversionsfolie. Aufmolden der diffusen Schicht (Diffusorschicht) auf die Konversionsfolie. Diese Ausführungsform e) wurde im Zusammenhang mit den 22 bis 27 beispielhaft erläutert.
f) Folienziehen der Konversionsfolie. Folienziehen der diffusen Folie. Zusammenlaminieren der beiden Folien. Diese Ausführungsform f) wurde im Zusammenhang mit der 28 beispielhaft erläutert.

Dadurch können insbesondere folgende Vorteile ermöglicht werden:

– Herstellung von zweischichtigen, silikonbasierten Konverterbauteilen, die zum Beispiel bewirken, dass eine optoelektronische Leuchtvorrichtung im ausgeschalteten Zustand einen weißen Farbeindruck aufweist. Dies wird insbesondere mittels der Diffusorschicht bewirkt.
– Im Gegensatz zu keramischen Konversionsschichten können mehr, insbesondere alle, Farbtemperaturen abgedeckt werden.
– Es ist eine flexible Einstellung der Schichtdicke des Schichtenstapels über die diffuse Schicht (Diffusorschicht) möglich. Zum Beispiel können eine dünne Konversionsschicht, die für eine gute Entwärmung direkt auf dem Halbleiterbauteil, zum Beispiel auf dem Chip, sitzt und eine dickere diffuse Schicht zur Erzeugung der gewünschten Schichtdicke vorgesehen werden. Dünn heißt hier insbesondere zwischen 10 µm und 200 µm. Denn im Gegensatz zu einem oft eingesetzten Vollverguss sind die erfindungsgemäßen Schichten sehr dünn. Dick heißt hier insbesondere zwischen 10 µm und 500 µm. Die Schichtdicke des Schichtenstapels hängt insbesondere vom Design des Konverterbauteils und/oder der Leuchtvorrichtung ab. In dem hier beschriebenen Zweischichtsystemen sind die Konverterpartikel in der Konversionsschicht dicht gedrängt auf der lichtemittierenden Fläche des optoelektronischen Bauteils, was in vorteilhafter Weise eine gute Entwärmung bewirkt. Die Diffusorschicht muss dann sozusagen nur noch auf die gewünschte Gesamtschichtdicke auffüllen. Dies im Gegensatz zu Konversionselementen, die nur aus einer Schicht bestehen. In solchen einschichtigen Konversionselementen bestehend aus nur einer Schicht ist es so, dass die Konverterpartikel in einem sehr lockeren Verbund sind, was keine so gute Entwärmung bewirkt.
– Über die (zum Beispiel glatte,) diffuse Schicht über der Konversionsschicht kann ein sehr homogenes, insbesondere weißes Erscheinungsbild des Konverterbauteils erzeugt werden.
– Notwendige Umklebeschritte, die von der Fertigung der Silikonfolien (allgemein den Schichtenstapel) über die Vereinzelung bis zum Aufkleben des Konverterbauteils auf den Chip erforderlich sind, werden durch die glatte Oberfläche des Schichtenstapels auf gegenüberliegenden Seiten (diffuse Folienseite und Konversionsfolienseite) deutlich vereinfacht.
– Durch Sägen oder Lasertrennen können sehr scharfe Konverterbauteilaußenkanten erzeugt werden, die einen Vergussprozess beispielsweise bis zur Konverterschichtoberkante oder Diffusorschichtoberkante ermöglichen. Dadurch kann ein LED Blitzlicht-Bauteil erzeugt werden, das zum Beispiel im ausgeschalteten Zustand komplett weiß erscheint.
– Durch die sehr geringen Dickenschwankungen von einem Schichtenstapels eines Konverterbauteils zu einem weiteren Schichtenstapel eines weiteren Konverterbauteils, ist ein gemeinsamer Vergussprozess kompletter Panels von Konverterbauteilen bis zu den Konverterbauteiloberkanten möglich.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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

101: Träger
103: Oberfläche des Trägers
105: Klemmring
201: Spritzgusswerkzeug
203: Unterteil
205: Oberteil
207: Kavititätseinsatz
209: Dichtrahmen
211: Dichtung
213: Kavitätseinsatzklemme
215: Feder
217: Antifhaftfolie
219: Konversionswerkstoff
301: spritzgegossene Konversionsschicht
501: Oberfläche der Konversionsschicht
601: extrudierte Diffusorschicht
701: Walze
703: Bewegungsrichtung der Walze
705: Konverterbauteil
801: Oberfläche der Diffusorschicht
1201: Konverterbauteil
1301: Diffusorwerkstoff
1401: spritzgegossene Diffusorschicht
1501: Oberfläche der Diffusorschicht
2001: Konverterbauteil
2101: extrudierte Konversionsschicht
2103: Konverterbauteil
2401: Oberfläche der extrudierten Konversionsschicht
2701: Konverterbauteil
2801: Konverterbauteil
2901: Bilden
3001: optoelektronische Leuchtvorrichtung
3003: lichtemittierendes Halbleiterbauteil
3005: Konverterbauteil mit entferntem Träger
3007: Primärstrahlung
3009: Sekundärstrahlung

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Konverterbauteils (705, 1201, 2001, 2103, 2701, 2801) für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung (3001), umfassend den folgenden Schritt: – Bilden (2901) eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene (301) oder extrudierte (2101) Konversionsschicht und eine spritzgegossene (1401) oder extrudierte (601) Diffusorschicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene Konversionsschicht (301) und eine extrudierte Diffusorschicht (601) ein Konversionswerkstoff (219) mittels Spritzgießen auf eine Oberfläche (103) eines Trägers (101) angeordnet wird, um eine auf der Oberfläche (103 des Trägers (101) angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht (301) zu bilden, wobei eine extrudierte Diffusorschicht (601) auf die auf der Oberfläche (103) des Trägers (101) angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht (301) auflaminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene Konversionsschicht (301) und eine extrudierte Diffusorschicht (601) eine extrudierte Diffusorschicht (601) auf eine Oberfläche (103) eines Trägers (101) auflaminiert wird, wobei ein Konversionswerkstoff (219) mittels Spritzgießen auf die auf der Oberfläche (103) des Trägers (101) auflaminierte Diffusorschicht (601) angeordnet wird, um eine auf der Diffusorschicht (601) angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht (301) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine spritzgegossene Konversionsschicht (301) und eine spritzgegossene Diffusorschicht (1401) ein Diffusorwerkstoff (1301) mittels Spritzgießen auf eine Oberfläche (103) eines Trägers (101) angeordnet wird, um eine auf der Oberfläche (103) des Trägers (101) angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht (1401) zu bilden, wobei ein Konversionswerkstoff (219) mittels Spritzgießen auf die auf der Oberfläche (103) des Trägers (101) angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht (1401) angeordnet wird, um eine auf der Diffusorschicht (1401) angeordnete spritzgegossene Konversionsschicht (301) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine extrudierte Konversionsschicht (2101) und eine spritzgegossene Diffusorschicht (1401) ein Diffusorwerkstoff (1301) mittels Spritzgießen auf eine Oberfläche (103) eines Trägers (101) angeordnet wird, um eine auf der Oberfläche (103) des Trägers (101) angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht (1401) zu bilden, wobei eine extrudierte Konversionsschicht (2101) auf die auf der Oberfläche (103) des Trägers (101) angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht (1401) auflaminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine extrudierte Konversionsschicht (2101) und eine spritzgegossene Diffusorschicht (1401) eine extrudierte Konversionsschicht (2101) auf eine Oberfläche (103) eines Trägers (101) auflaminiert wird, wobei ein Diffusorwerkstoff (1301) mittels Spritzgießen auf die auf der Oberfläche (103) des Trägers (101) auflaminierte Konversionsschicht (2101) angeordnet wird, um eine auf der Konversionsschicht (2101) angeordnete spritzgegossene Diffusorschicht (1401) zu bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei nach dem Bilden des Schichtenstapels der Träger (101) vom Schichtenstapel entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Träger (101) als eine Trägerfolie gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bilden eines Schichtenstapels aufweisend eine extrudierte Konversionsschicht (2101) und eine extrudierte Diffusorschicht (601) eine extrudierte Konversionsschicht (2101) und eine extrudierte Diffusorschicht (601) zusammenlaminiert werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Diffusorschicht einen oder mehrere Diffusorpartikel umfasst, insbesondere: SiO₂-Partikel, Al₂O₃-Partikel, TiO₂-Partikel, Silikonpartikel, Glaspartikel.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eine der beiden Schichten Silikon umfasst.
Konverterbauteil (705, 1201, 2001, 2103, 2701, 2801) für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung (3001), umfassend: – einen Schichtenstapel aufweisend – eine spritzgegossene (301) oder extrudierte (2101) Konversionsschicht und – eine spritzgegossene (1401) oder extrudierte (601) Diffusorschicht.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (3001), umfassend: – ein lichtemittierendes Halbleiterbauteil (3003) und – das Konverterbauteil (705, 1201, 2001, 2103, 2701, 2801) nach Anspruch 12.