DE102016122213A1 - METHOD FOR PRODUCING A WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT AND WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING A WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT AND WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Matrixmaterials, das ein Fluorpolymer aufweist, zum Bereitstellen eines Leuchtstoffs, zum Compoundieren des Matrixmaterials und des Leuchtstoffs, um ein Formmaterial zu erhalten, zum Urformen des Formmaterials, um einen Formkörper zu bilden, und zum Zerteilen des Formkörpers, um eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente zu erhalten.A method of manufacturing a wavelength converting element comprises steps of providing a matrix material comprising a fluoropolymer, providing a phosphor, compounding the matrix material and the phosphor to obtain a molding material, molding the molding material to form a molded article, and for dividing the shaped body to obtain a plurality of wavelength converting elements.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements, Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und wellenlängenkonvertierende Elemente.The present invention relates to methods for producing a wavelength-converting element, to methods for producing an optoelectronic component and to wavelength-converting elements.

Es ist bekannt, optoelektronische Bauelemente, beispielsweise Leuchtdioden-Bauelemente, mit wellenlängenkonvertierenden Elementen auszustatten, die dazu vorgesehen sind, von einem optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittiertes Licht zumindest teilweise in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Es ist bekannt, wellenlängenkonvertierende Elemente durch Einbetten eines wellenlängenkonvertierenden Leuchtstoffs in ein Matrixmaterial herzustellen. Als Matrixmaterialien sind beispielsweise Keramiken und Silikone bekannt.It is known to equip optoelectronic components, for example light-emitting diode components, with wavelength-converting elements which are intended to at least partially convert light emitted by an optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component into light of a different wavelength. It is known to fabricate wavelength converting elements by embedding a wavelength converting phosphor in a matrix material. As matrix materials, for example, ceramics and silicones are known.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements anzugeben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wellenlängenkonvertierendes Element bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements, durch Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und durch wellenlängenkonvertierende Elemente mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wavelength converting element. A further object of the present invention is to specify a method for producing an optoelectronic component. Another object of the present invention is to provide a wavelength converting element. These objects are achieved by methods of fabricating a wavelength converting element, methods of making an optoelectronic device, and wavelength converting elements having the features of the independent claims. In the dependent claims various developments are given.

Ein Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Matrixmaterials, das ein Fluorpolymer aufweist, zum Bereitstellen eines Leuchtstoffs, zum Compoundieren des Matrixmaterials und des Leuchtstoffs, um ein Formmaterial zu erhalten, zum Urformen des Formmaterials, um einen Formkörper zu bilden, und zum Zerteilen des Formkörpers, um eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente zu erhalten.A method of manufacturing a wavelength converting element comprises steps of providing a matrix material comprising a fluoropolymer, providing a phosphor, compounding the matrix material and the phosphor to obtain a molding material, molding the molding material to form a molded article, and for dividing the shaped body to obtain a plurality of wavelength converting elements.

Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren eine einfache und kostengünstige Herstellung wellenlängenkonvertierender Elemente. Dadurch, dass das Verfahren eine parallele Herstellung einer Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente in gemeinsamen Bearbeitungsschritten ermöglicht, ergeben sich vorteilhafterweise niedrige Herstellungskosten und geringe Bearbeitungszeiten pro erhältlichem wellenlängenkonvertierendem Element. Die durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Elemente sind durch das ein Fluorpolymer aufweisende Matrixmaterial vorteilhafterweise sehr alterungsbeständig, insbesondere beständig gegenüber mechanischen Einwirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperaturen.Advantageously, this method enables a simple and cost-effective production of wavelength-converting elements. The fact that the method enables a parallel production of a plurality of wavelength-converting elements in common processing steps advantageously results in low production costs and short processing times per available wavelength-converting element. The wavelength-converting elements obtainable by the process are advantageously very resistant to aging due to the fluoropolymer-containing matrix material, in particular resistant to mechanical influences and effects of light and high temperatures.

In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Urformen durch Extrudieren oder durch Spritzgießen. Vorteilhafterweise ermöglichen diese Verfahren eine einfache und kostengünstige Urformung des aus dem Matrixmaterial und dem Leuchtstoff geformten Formmaterials.In one embodiment of the method, the primary forming takes place by extrusion or by injection molding. Advantageously, these methods enable a simple and inexpensive primary shaping of the molding material formed from the matrix material and the phosphor.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Formkörper als Platte gebildet. Ein plattenförmiger Formkörper lässt sich vorteilhafterweise auf einfache Weise in eine Vielzahl gleichartiger wellenlängenkonvertierender Elemente zerteilen.In one embodiment of the method, the shaped body is formed as a plate. A plate-shaped molding can advantageously be divided easily into a plurality of similar wavelength-converting elements.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Platte mit einer Dicke zwischen 50 µm und 300 µm ausgebildet, bevorzugt mit einer Dicke zwischen 100 µm und 200 µm. Vorteilhafterweise kann der als Platte ausgebildete Formkörper dann auf einfache Weise so zerteilt werden, dass die durch Zerteilen des Formkörpers gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elemente dieselbe Dicke aufweisen wie der als Platte ausgebildete Formkörper.In one embodiment of the method, the plate is formed with a thickness between 50 .mu.m and 300 .mu.m, preferably with a thickness between 100 .mu.m and 200 .mu.m. Advantageously, the molded body formed as a plate can then be divided in a simple manner so that the wavelength-converting elements formed by dividing the shaped body have the same thickness as the molded body formed as a plate.

In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Zerteilen des Formkörpers durch Sägen, Lasertrennen, Stanzen, Schneiden oder Wasserstrahlschneiden. Vorteilhafterweise erfolgt das Zerteilen des Formkörpers bei diesem Verfahren also durch technisch wenig komplexe Trennverfahren, die sich einfach und kostengünstig durchführen lassen.In one embodiment of the method, the dividing of the shaped body is carried out by sawing, laser cutting, punching, cutting or water jet cutting. Advantageously, the cutting of the shaped body in this process is thus carried out by technically less complex separation processes, which can be carried out simply and inexpensively.

In einer Ausführungsform des Verfahrens weisen die durch Zerteilen des Formkörpers erhaltenen wellenlängenkonvertierenden Elemente eine Quaderform auf. Quaderförmige wellenlängenkonvertierende Elemente eignen sich vorteilhafterweise besonders gut für eine Verwendung in optoelektronischen Bauelementen. Werden die durch das Verfahren erhältlichen, quaderförmigen wellenlängenkonvertierenden Elemente über Strahlungsemissionsflächen optoelektronischer Halbleiterchips angeordnet, so wird durch die Quaderform vorteilhafterweise sichergestellt, dass die Dicke des wellenlängenkonvertierenden Elements über der gesamten Strahlungsemissionsfläche im Wesentlichen konstant ist. Quaderförmige wellenlängenkonvertierende Elemente mit im Wesentlichen senkrechten Seitenflächen und scharfen Außenkanten eignen sich vorteilhafterweise auch besonders gut dazu, über einer Strahlungsemissionsfläche eines optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet und gemeinsam mit dem optoelektronischen Halbleiterchip in ein Vergussmaterial eingebettet zu werden. Die Quaderform des wellenlängenkonvertierenden Elements mit im Wesentlichen senkrechten Seitenflächen und im Wesentlichen rechtwinkligen Kanten verhindert dabei eine unerwünschte Benetzung einer Oberseite des wellenlängenkonvertierenden Elements durch das Vergussmaterial.In one embodiment of the method, the wavelength-converting elements obtained by dividing the shaped body have a cuboid shape. Cuboid wavelength-converting elements are advantageously particularly well suited for use in optoelectronic components. If the cuboid wavelength-converting elements obtainable by the method are arranged above radiation emission surfaces of optoelectronic semiconductor chips, then the cuboid shape advantageously ensures that the thickness of the wavelength-converting element is essentially constant over the entire radiation emission surface. Cuboid wavelength-converting elements having substantially vertical side surfaces and sharp outer edges are also particularly suitable for being arranged above a radiation emission surface of an optoelectronic semiconductor chip and embedded together with the optoelectronic semiconductor chip in a potting material. The cuboid shape of the wavelength converting element with substantially vertical side surfaces and in the Substantial right-angled edges thereby prevent unwanted wetting of an upper side of the wavelength-converting element by the potting material.

In einer Ausführungsform des Verfahrens liegt mindestens eine Kantenlänge der Quaderform des wellenlängenkonvertierenden Elements in laterale Richtung des Formkörpers zwischen 100 µm und 10 mm, bevorzugt zwischen 750 µm und 2 mm. Vorteilhafterweise eignet sich das durch Verfahren erhältliche wellenlängenkonvertierende Element dadurch für eine Anordnung auf Strahlungsemissionsflächen gebräuchlicher optoelektronischer Halbleiterchips.In one embodiment of the method, at least one edge length of the cuboid shape of the wavelength-converting element in the lateral direction of the shaped body is between 100 μm and 10 mm, preferably between 750 μm and 2 mm. Advantageously, the wavelength-converting element obtainable by the method is thus suitable for an arrangement on radiation emission surfaces of conventional optoelectronic semiconductor chips.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Zerteilen des Formkörpers ein weiterer Schritt durchgeführt zum Umformen eines der wellenlängenkonvertierenden Elemente zu einer optischen Linse. Bei diesem Verfahren wird ausgenutzt, dass das Formmaterial auch nach dem Urformen thermoplastisch bleibt und weiter verformt werden kann. Das zu einer optischen Linse umgeformte wellenlängenkonvertierende Element bietet den Vorteil, dass es gleichzeitig Licht aus einem ersten Wellenlängenbereich zumindest teilweise in Licht mit einer Wellenlänge aus einem anderen Wellenlängenbereich konvertieren und das Licht formen kann, beispielsweise das Licht kollimieren, fokussieren oder zerstreuen. Dadurch kann das in die Form einer optoelektronischen Linse gebrachte wellenlängenkonvertierende Element, das durch dieses Verfahren erhältlich ist, in einem optoelektronischen Bauelement gleichzeitig zwei Funktionen erfüllen. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung optoelektronischer Bauelemente aus einer nur geringen Anzahl von Einzelkomponenten.In one embodiment of the method, after the dividing of the shaped body, a further step is carried out for forming one of the wavelength-converting elements into an optical lens. This method makes use of the fact that the molding material remains thermoplastic even after the primary molding and can be further deformed. The wavelength-converting element formed into an optical lens has the advantage that it can simultaneously convert light from a first wavelength range at least partially into light with a wavelength from another wavelength range and form the light, for example collimating, focusing or diffusing the light. As a result, the wavelength-converting element which is brought into the form of an optoelectronic lens and can be obtained by this method can simultaneously fulfill two functions in an optoelectronic component. This allows a simple and cost-effective production of optoelectronic components from a small number of individual components.

In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Matrixmaterial einen Brechungsindex zwischen 1,2 und 1,8 auf, bevorzugt zwischen 1,3 und 1,5. Der Brechungsindex bezieht sich dabei auf die Wellenlänge von 589 nm der Natrium-D-Linie.In one embodiment of the method, the matrix material has a refractive index between 1.2 and 1.8, preferably between 1.3 and 1.5. The refractive index refers to the wavelength of 589 nm of the sodium D line.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leuchtstoff in Form von Partikeln bereitgestellt, die eine mittlere Größe im Bereich zwischen 500 nm und 100 µm aufweisen, bevorzugt im Bereich von 5 µm bis 30 µm. Vorteilhafterweise lassen sich die Leuchtstoffpartikel in diesem Fall besonders gut mit dem Matrixmaterial zu dem Formmaterial compoundieren.In one embodiment of the method, the phosphor is provided in the form of particles having a mean size in the range between 500 nm and 100 μm, preferably in the range of 5 μm to 30 μm. Advantageously, the phosphor particles in this case can be particularly well compounded with the matrix material to the molding material.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Formmaterial mit einem auf das Volumen bezogenen Leuchtstoffanteil zwischen 5 % und 80 % ausgebildet, bevorzugt mit einem auf das Volumen bezogenen Leuchtstoffanteil von mindestens 50 %. Vorteilhafterweise ermöglicht das durch das Verfahren erhältliche wellenlängenkonvertierende Element in diesem Fall eine besonders wirkungsvolle Wellenlängenkonversion.In one embodiment of the method, the molding material is formed with a volume-based phosphor content of between 5% and 80%, preferably with a volume-based phosphor content of at least 50%. Advantageously, the wavelength-converting element obtainable by the method enables in this case a particularly effective wavelength conversion.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird dem Formmaterial während des Compoundierens ein Diffusormaterial beigemengt. Vorteilhafterweise kann das dem Formmaterial beigemengte Diffusormaterial bei dem durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Element eine besonders isotrope Streuung von in das wellenlängenkonvertierende Element eindringendem Licht bewirken.In one embodiment of the method, a diffuser material is added to the molding material during compounding. Advantageously, the diffuser material added to the molding material in the wavelength-converting element obtainable by the method can bring about a particularly isotropic scattering of light penetrating into the wavelength-converting element.

In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Diffusormaterial SiO2, Al2O3 oder TiO2 auf. Möglich ist auch eine Verwendung von TiO2, das eine Beschichtung mit Al2O3 oder mit SiO2 aufweist. Vorteilhafterweise bewirkt derartiges dem Formmaterial beigemengtes Diffusormaterial eine besonderes wirkungsvolle isotrope Streuung.In one embodiment of the method, the diffuser material comprises SiO 2 , Al 2 O 3 or TiO 2 . Also possible is a use of TiO 2 , which has a coating with Al 2 O 3 or SiO 2 . Advantageously, such diffuser material added to the mold material causes a particularly effective isotropic scattering.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Diffusormaterial in Form von Partikeln beigemengt, die eine mittlere Größe im Bereich zwischen 100 nm und 500 nm aufweisen. Vorteilhafterweise ermöglichen dem Formmaterial beigemengte Diffusorpartikel dieser Größe eine besonders wirkungsvolle Streuung von Licht.In one embodiment of the method, the diffuser material is admixed in the form of particles having a mean size in the range between 100 nm and 500 nm. Advantageously, the diffuser particles of this size added to the molding material allow a particularly effective scattering of light.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird dem Formmaterial während des Compoundierens ein farbiges Material beigemengt. Durch das Beimengen des farbigen Materials kann eine Färbung des durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Elements erreicht werden.In one embodiment of the method, a colored material is added to the molding material during compounding. By incorporating the colored material, staining of the wavelength converting element obtainable by the process can be achieved.

Ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Matrixmaterials, das ein Fluorpolymer aufweist, zum Bereitstellen eines Leuchtstoffs, zum Compoundieren des Matrixmaterials und des Leuchtstoffs, um ein Formmaterial zu erhalten, und zum Urformen des Formmaterials, um ein wellenlängenkonvertierendes Element zu bilden, das die Form einer optischen Linse aufweist.Another method for producing a wavelength converting element comprises steps of providing a matrix material comprising a fluoropolymer, providing a phosphor, compounding the matrix material and the phosphor to obtain a molding material, and molding the molding material to form a wavelength converting element form, which has the shape of an optical lens.

Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine einfache und kostengünstige Herstellung von linsenförmigen wellenlängenkonvertierenden Elementen. Dadurch dass die wellenlängenkonvertierenden Elemente aus einem Formmaterial gebildet werden, das ein Matrixmaterial aufweist, das ein Fluorpolymer aufweist, sind die durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Elemente vorteilhafterweise sehr alterungsbeständig, insbesondere beständig gegenüber mechanischen Einwirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperaturen. Dadurch, dass die durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Elemente die Form einer optischen Linse aufweisen, ermöglichen die wellenlängenkonvertierenden Elemente nicht nur eine Wellenlängenkonversion, sondern gleichzeitig auch eine Strahlformung, beispielsweise eine Kollimation, Fokussierung oder Zerstreuung von Licht.This method advantageously enables a simple and cost-effective production of lenticular wavelength-converting elements. By forming the wavelength-converting elements from a molding material comprising a matrix material comprising a fluoropolymer, the wavelength-converting elements obtainable by the process are advantageously very resistant to aging, in particular resistant to mechanical effects and to the effects of light and high temperatures. In that the wavelength-converting available by the process Elements which have the shape of an optical lens, the wavelength-converting elements not only enable a wavelength conversion, but at the same time also a beam forming, for example, a collimation, focusing or scattering of light.

Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements nach einem Verfahren der vorgenannten Art und zum Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Elements über einer Strahlungsemissionsfläche eines optoelektronischen Halbleiterchips.A method for producing an optoelectronic component comprises steps for producing a wavelength-converting element according to a method of the aforementioned type and for arranging the wavelength-converting element over a radiation emission surface of an optoelectronic semiconductor chip.

Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einer hohen Alterungsbeständigkeit, die durch eine hohe Alterungsbeständigkeit des bei dem optoelektronischen Bauelement eingesetzten wellenlängenkonvertierenden Elements erreicht wird.This method advantageously makes it possible to produce an optoelectronic component with a high aging resistance, which is achieved by a high resistance to aging of the wavelength-converting element used in the optoelectronic component.

Ein wellenlängenkonvertierendes Element für ein optoelektronisches Bauelement weist ein Matrixmaterial und einen in das Matrixmaterial eingebetteten Leuchtstoff auf. Dabei weist das Matrixmaterial ein Fluorpolymer auf. Das wellenlängenkonvertierende Element weist eine Quaderform auf. A wavelength-converting element for an optoelectronic component has a matrix material and a phosphor embedded in the matrix material. In this case, the matrix material has a fluoropolymer. The wavelength-converting element has a cuboid shape.

Vorteilhafterweise ist dieses wellenlängenkonvertierende Element durch das ein Fluorpolymer aufweisende Matrixmaterial sehr alterungsbeständig, insbesondere beständig gegenüber mechanischen Einwirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperaturen. Dadurch, dass das wellenlängenkonvertierende Element eine Quaderform aufweist, eignet es sich besonders gut für eine Verwendung in optoelektronischen Bauelementen, bei denen das wellenlängenkonvertierende Element gemeinsam mit einem optoelektronischen Halbleiterchip in ein Vergussmaterial eingebettet wird. Durch die Quaderform des wellenlängenkonvertierenden Elements wird dabei verhindert, dass das Vergussmaterial unbeabsichtigt eine Oberseite des wellenlängenkonvertierenden Elements benetzt.Advantageously, this wavelength-converting element is very resistant to aging due to the matrix material having a fluoropolymer, in particular resistant to mechanical influences and effects of light and high temperatures. Because the wavelength-converting element has a cuboid shape, it is particularly suitable for use in optoelectronic components in which the wavelength-converting element is embedded together with an optoelectronic semiconductor chip in a potting material. The cuboid shape of the wavelength-converting element prevents the potting material from inadvertently wetting an upper side of the wavelength-converting element.

Ein weiteres wellenlängenkonvertierendes Element für ein optoelektronisches Bauelement weist ein Matrixmaterial und einen in das Matrixmaterial eingebetteten Leuchtstoff auf. Dabei weist das Matrixmaterial ein Fluorpolymer auf. Das wellenlängenkonvertierende Element weist die Form einer optischen Linse auf.Another wavelength-converting element for an optoelectronic component has a matrix material and a phosphor embedded in the matrix material. In this case, the matrix material has a fluoropolymer. The wavelength converting element is in the form of an optical lens.

Vorteilhafterweise ist dieses wellenlängenkonvertierende Element durch das ein Fluorpolymer aufweisende Matrixmaterial sehr alterungsbeständig, insbesondere beständig gegenüber mechanischen Einwirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperaturen. Dadurch, dass das wellenlängenkonvertierende Element die Form einer optischen Linse aufweist, eignet sich das wellenlängenkonvertierende Element nicht nur für eine Wellenlängenkonversion von Licht, sondern gleichzeitig auch zur Strahlformung des Lichts, beispielsweise zur Kollimation, Fokussierung oder Aufweitung von Licht. Dadurch eignet sich das wellenlängenkonvertierende Element vorteilhafterweise für eine Verwendung in besonders kompakten und einfach aufgebauten optoelektronischen Bauelementen.Advantageously, this wavelength-converting element is very resistant to aging due to the matrix material having a fluoropolymer, in particular resistant to mechanical influences and effects of light and high temperatures. By virtue of the fact that the wavelength-converting element has the form of an optical lens, the wavelength-converting element is suitable not only for wavelength conversion of light, but also for beam shaping of the light, for example for collimation, focusing or expansion of light. As a result, the wavelength-converting element is advantageously suitable for use in particularly compact and simply constructed optoelectronic components.

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. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung

  • 1 ein Matrixmaterial, einen Leuchtstoff, ein Diffusormaterial und ein farbiges Material, die zu einem Formmaterial compoundiert werden können;
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines aus dem Formmaterial gebildeten Formkörpers;
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines durch Zerteilen des Formkörpers erhaltenen wellenlängenkonvertierenden Elements mit einer Quaderform;
  • 4 eine geschnittene Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements mit einem wellenlängenkonvertierenden Element; und
  • 5 ein wellenlängenkonvertierendes Element in Form einer optischen Linse.
The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in connection with the drawings. In each case show in a schematic representation
  • 1 a matrix material, a phosphor, a diffuser material, and a colored material that can be compounded into a molding material;
  • 2 a perspective view of a molded body formed from the molding material;
  • 3 a perspective view of a obtained by dividing the shaped body wavelength-converting element with a cuboid shape;
  • 4 a sectional side view of an optoelectronic device with a wavelength-converting element; and
  • 5 a wavelength converting element in the form of an optical lens.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Menge eines Matrixmaterials 100, das ein Fluorpolymer 105 aufweist. Im in 1 gezeigten Beispiel liegt das Matrixmaterial 100 als körniges Granulat vor. Das Matrixmaterial 100 könnte aber auch in pulverförmigem Zustand oder in einem anderen, formlosen Zustand vorliegen. 1 shows a schematic representation of an amount of a matrix material 100 that is a fluoropolymer 105 having. Im in 1 the example shown is the matrix material 100 as granular granules. The matrix material 100 but could also be in a powdered state or in another, informal state.

Das Fluorpolymer 105 ist ein thermoplastisches Fluorpolymer, das sich für eine Verarbeitung mittels eines Formverfahrens oder eines Extrusionsverfahrens eignet. Beispielsweise kann es sich bei dem Fluorpolymer 105 um ein Perfluoralkoxy-Polymer (PFA), um ein PFA-basiertes Gemisch, um ein Vinylfluorid (VF1), ein Vinylidenfluorid (VDF oder VF2), um ein Tetrafluorethylen (TFE), ein Chlortrifluorethylen (CTFE), ein Hexafluorpropylen (HFP), ein Perfluorpropylvinylether (PPVE) oder ein Perfluormethylvinylether (PMVE) handeln. Das Fluorpolymer 105 kann aber auch ein anderes Fluorpolymer sein.The fluoropolymer 105 is a thermoplastic fluoropolymer suitable for processing by a molding process or an extrusion process. For example, the fluoropolymer may be 105 a perfluoroalkoxy polymer (PFA), a PFA-based mixture, a vinyl fluoride (VF1), a vinylidene fluoride (VDF or VF2), a tetrafluoroethylene (TFE), a chlorotrifluoroethylene (CTFE), a hexafluoropropylene (HFP), a perfluoropropyl vinyl ether (PPVE) or a perfluoromethyl vinyl ether (PMVE). The fluoropolymer 105 but it can also be another fluoropolymer.

Das Matrixmaterial 100 kann zusätzlich zu dem Fluorpolymer 105 weitere Bestandteile umfassen. Beispielsweise kann das Matrixmaterial 100 ein Gemisch mehrerer dieser oder anderer Fluorpolymere umfassen. Das Matrixmaterial 100 kann aber auch ausschließlich durch das Fluorpolymer 105 gebildet sein.The matrix material 100 In addition to the fluoropolymer 105, it may contain other ingredients include. For example, the matrix material 100 a mixture of several of these or other fluoropolymers. The matrix material 100 but can also only by the fluoropolymer 105 be formed.

Das Matrixmaterial 100 kann beispielsweise einen Brechungsindex aufweisen, der zwischen 1,2 und 1,8 liegt. Zweckmäßig ist, wenn der Brechungsindex des Matrixmaterials 100 zwischen 1,3 und 1,5 liegt. Die angegebenen Werte des Brechungsindexes beziehen sich dabei auf die Wellenlänge der Natrium-D-Linie von 589 nm.The matrix material 100 For example, it may have a refractive index that is between 1.2 and 1.8. It is expedient if the refractive index of the matrix material 100 between 1.3 and 1.5. The indicated values of the refractive index refer to the wavelength of the sodium D line of 589 nm.

1 zeigt in schematischer Darstellung außerdem eine Menge eines Leuchtstoffs 110. Der Leuchtstoff 110 kann auch als Konvertermaterial bezeichnet werden. Der Leuchtstoff 110 ist dazu ausgebildet, Licht mit einer Wellenlänge aus einem ersten Spektralbereich zumindest teilweise in Licht mit einer Wellenlänge aus einem zweiten Spektralbereich zu konvertieren. Beispielsweise kann der Leuchtstoff 110 dazu ausgebildet sein, Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich in Licht mit einer Wellenlänge aus dem gelben oder orangen Spektralbereich zu konvertieren. 1 also shows in schematic representation an amount of a phosphor 110 , The phosphor 110 can also be referred to as a converter material. The phosphor 110 is configured to at least partially convert light having a wavelength from a first spectral range into light having a wavelength from a second spectral range. For example, the phosphor 110 be adapted to convert light having a wavelength from the blue or ultraviolet spectral region into light having a wavelength from the yellow or orange spectral range.

Der Leuchtstoff 110 kann beispielsweise eines der folgenden Materialien sein oder umfassen: (Lux-1,Yx) 3 (Alx-1Gax)5012:Ce3+, (Ba,Sr,Ca)Si202N2:Eu2+, a-SiAlON mit der allgemeinen Formel (Li+,Mg2+,Ca2+Y3+)xSi12-m-nAlm+nOnN16-n:Ce3+ oder Yb2+, β-SiAION:Eu2+ oder Yb2+, Nitrido-Orthosilikate, z.B. AE2-x-aRExEuaSi1-y04-x-2yNx):Eu2+, Orthosilikate (Ba,Sr, Ca) 2SiO4:Eu2+; Chlorosilikate (z.B. Ca8Mg(SiO4) 4C12:Eu2+), Chlorophosphate, Sr3Si13A1302N21:Eu2+, Ba3Si6012N2:Eu2+, CaLu2Mg2Si3012:Ce3+, (Y, Lu, Gd, Tb)3(All-x,Gax)5012:Ce3+; (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+, Sr(Ca, Sr)Si2A12N6:Eu2+, (Sr,Ca)AlSiN3*Si2N20:Eu2+, (Ca,Ba,Sr)2Si5N8:Eu2+; (Ca, Sr) Al (1-4x/3) Si (l+x) N3:Ce; (x = 0.2 -0.5); (Ba,Sr,Ca) Si202N2:Eu2+,AE2-x-aRExEuaSill-yO4-x-2yNx), (Ba,Sr, Ca) 2SiO4:Eu2+; Ca8Mg (SiO4) 4C12:Eu2+. Dabei bezeichnen AE Erdalkalimetalle und RE Seltenerd-Metalle. Der Leuchtstoff 110 kann aber auch ein anderes Material aufweisen.The phosphor 110 may be, for example, one of the following materials: (Lux-1, Yx) 3 (Alx-1Gax) 5012: Ce3 +, (Ba, Sr, Ca) Si202N2: Eu2 +, a-SiAlON having the general formula (Li +, Mg2 +, Ca2 + Y3 +) xSi12-m-nAlm + nOnN16-n: Ce3 + or Yb2 +, β-SiAION: Eu2 + or Yb2 +, nitrido-orthosilicates, eg AE2-x-aRExEuaSi1-y04-x-2yNx): Eu2 +, orthosilicates (Ba, Sr, Ca) 2SiO4: Eu2 +; Chlorosilicates (eg Ca8Mg (SiO4) 4C12: Eu2 +), chlorophosphates, Sr3Si13A1302N21: Eu2 +, Ba3Si6012N2: Eu2 +, CaLu2Mg2Si3012: Ce3 +, (Y, Lu, Gd, Tb) 3 (All-x, Gax) 5012: Ce3 +; (Ca, Sr) AlSiN3: Eu2 +, Sr (Ca, Sr) Si2A12N6: Eu2 +, (Sr, Ca) AlSiN3 * Si2N20: Eu2 +, (Ca, Ba, Sr) 2Si5N8: Eu2 +; (Ca, Sr) Al (1-4x / 3) Si (1 + x) N 3: Ce; (x = 0.2-0.5); (Ba, Sr, Ca) Si202N2: Eu2 +, AE2-x-aRExEuaSill-yO4-x-2yNx), (Ba, Sr, Ca) 2SiO4: Eu2 +; Ca8Mg (SiO4) 4C12: Eu2 +. Here, AE is alkaline earth metals and RE is rare earth metals. However, the phosphor 110 may also comprise another material.

Der Leuchtstoff 110 kann beispielsweise in Form von Partikeln vorliegen. Diese Partikel können beispielsweise eine mittlere Größe im Bereich zwischen 500 nm und 100 µm aufweisen. Besonders zweckmäßig ist eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 5 µm bis 30 µm.The phosphor 110 may be in the form of particles, for example. These particles may for example have a mean size in the range between 500 nm and 100 microns. Particularly useful is an average particle size in the range of 5 microns to 30 microns.

Das Matrixmaterial 100 und der Leuchtstoff 110 können miteinander vermischt und durch Compoundieren zu einem in 2 gezeigten Formmaterial 150 verarbeitet werden. Das durch Compoundieren erhaltene Formmaterial 150 kann dabei beispielsweise einen auf das Volumen bezogenen Anteil des Leuchtstoffs 110 aufweisen, der zwischen 5 % und 80 % liegt. Besonders zweckmäßig ist, wenn der auf das Volumen bezogene Anteil des Leuchtstoffs 110 an dem Formmaterial 150 mindestens 50 % beträgt.The matrix material 100 and the phosphor 110 can be mixed together and compounded into one in one 2 shown molding material 150 are processed. The molding material obtained by compounding 150 can for example have a volume-related proportion of the phosphor 110, which is between 5% and 80%. It is particularly useful if the proportion of the phosphor based on the volume 110 on the molding material 150 at least 50%.

Dem Formmaterial 150 können während des Compoundierens neben dem Leuchtstoff 110 auch weitere Leuchtstoffe beigemengt werde. Diese weiteren Leuchtstoffe können beispielsweise ebenfalls eines der als Beispiele für den Leuchtstoff 110 genannten Materialien aufweisen. Wie bereits erwähnt, kann das zur Bildung des Formmaterials 150 durch Compoundieren dienende Matrixmaterial 100 neben dem Fluorpolymer 105 weitere andere Fluorpolymere und/oder weitere andere Materialien aufweisen.The molding material 150 can while compounding next to the phosphor 110 also further phosphors will be added. These further phosphors can also be one of the examples of the phosphor, for example 110 have mentioned materials. As already mentioned, this can lead to the formation of the molding material 150 compounding matrix material 100 next to the fluoropolymer 105 have other other fluoropolymers and / or other other materials.

Dem Formmaterial 150 kann während des Compoundierens außerdem ein Diffusormaterial 120 beigemengt werden. In 1 ist eine Menge eines solchen Diffusormaterials 120 schematisch dargestellt. Das Diffusormaterial 120 ist in diesem Fall dazu ausgebildet, Licht diffus zu streuen. Das Diffusormaterial 120 kann beispielsweise in Form von Partikeln vorliegen, die beispielsweise eine mittlere Größe im Bereich zwischen 100 nm und 500 nm aufweisen können. Das Diffusormaterial 120 kann beispielsweise SiO2, Al2O3, oder TiO2 aufweisen. Das Diffusormaterial 120 kann auch durch Partikel gebildet sein, die TiO2 mit einer Beschichtung von Al2O3 oder SiO2 aufweisen. Es können dem Formmaterial 150 auch mehrere unterschiedliche Diffusormaterialien 120 beigemengt werden.The molding material 150 may also be a diffuser during compounding 120 be added. In 1 is a lot of such a diffuser material 120 shown schematically. The diffuser material 120 is in this case designed to diffuse light diffusely. The diffuser material 120 may, for example, be in the form of particles, which may, for example, have an average size in the range between 100 nm and 500 nm. The diffuser material 120 For example, it may be SiO 2 , Al 2 O 3 , or TiO 2 . The diffuser material 120 may also be formed by particles comprising TiO 2 with a coating of Al 2 O 3 or SiO 2 . It can the mold material 150 also several different diffuser materials 120 be added.

Außerdem kann dem Formmaterial 150 während des Compoundierens ein farbiges Material 130 beigemengt werden. 1 zeigt eine Menge eines solchen farbigen Materials 130 in schematischer Darstellung. Das farbige Material 130 kann dazu vorgesehen sein, dem Formmaterial 150 und einem nachfolgend aus dem Formmaterial 150 geformten Formkörper 200 eine gewünschte Körperfarbe zu verleihen.In addition, the molding material can 150 during compounding a colored material 130 be added. 1 shows a lot of such a colored material 130 in a schematic representation. The colored material 130 may be provided to the molding material 150 and one subsequently from the molding material 150 shaped moldings 200 to give a desired body color.

Nach dem Compoundieren des Matrixmaterials 100, des Leuchtstoffs 110 sowie gegebenenfalls des Diffusormaterials 120, des farbigen Materials 130 oder weiterer Materialien ist das gebildete Formmaterial 150 zunächst formlos. In einem anschließenden Bearbeitungsschritt wird das Formmaterial 150 urgeformt, um einen in 2 schematisch dargestellten Formkörper 200 zu bilden. Das Urformen kann beispielsweise durch Extrudieren oder durch Spritzgießen (Injection Molding) erfolgen. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Formmaterial 150 durch das thermoplastische Matrixmaterial 100 selbst thermoplastisch verformbar ist.After compounding the matrix material 100 , the fluorescent 110 and optionally the diffuser material 120 , the colored material 130 or other materials is the formed molding material 150 initially informal. In a subsequent processing step, the molding material 150 Urformed to a in 2 schematically shown molding 200 to build. The primary molding can be done for example by extrusion or injection molding (injection molding). This exploits that the molding material 150 through the thermoplastic matrix material 100 itself is thermoplastically deformable.

Der Formkörper 200 wird als ausgedehnte, flache Platte 210 mit einer senkrecht zur lateralen Plattenebene bemessenden Dicke 220 ausgebildet. Die Dicke 220 des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 kann beispielsweise zwischen 50 µm und 300 µm liegen. Besonders zweckmäßig ist, wenn die Dicke 220 des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 zwischen 100 µm und 200 µm liegt.The molded body 200 becomes an extended, flat plate 210 with a perpendicular to the lateral Plating thickness 220 educated. The fat 220 as a plate 210 trained molding 200 may for example be between 50 microns and 300 microns. Particularly useful is when the thickness 220 of the plate 210 trained molding 200 between 100 .mu.m and 200 .mu.m.

In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird der als Platte 210 ausgebildete Formkörper 200 entlang von Trennebenen 230 zerteilt, um eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente 300 zu erhalten. 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines durch Zerteilen des Formkörpers 200 gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elements 300.In a subsequent processing step is the as a plate 210 formed moldings 200 along dividing planes 230 to form a plurality of wavelength converting elements 300 to obtain. 3 shows a schematic perspective view of a by dividing the shaped body 200 formed wavelength converting element 300 ,

Die Trennebenen 230, entlang der der Formkörper 200 zerteilt wird, sind senkrecht zur lateralen Ebene des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 orientiert und so angeordnet, dass die durch das Zerteilen des Formkörpers 200 an den Trennebenen 230 gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 jeweils eine Quaderform 310 mit derselben Dicke 220 wie der ursprüngliche Formkörper 200 aufweisen. In laterale Richtung des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 können die eine Quaderform 310 aufweisenden wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 jeweils eine rechteckige oder quadratische Form aufweisen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 in laterale Richtung des Formkörpers 200 eine Kantenlänge 320 aufweisen, die zwischen 100 µm und 10 mm liegt, insbesondere zwischen 750 µm und 2 mm.The dividing planes 230 , along the molding 200 is perpendicular to the lateral plane of the plate 210 trained molding 200 oriented and arranged so that by dividing the molding 200 at the parting lines 230 formed wavelength converting elements 300 each a cuboid shape 310 with the same thickness 220 like the original molding 200 exhibit. In the lateral direction of the plate 210 trained molding 200 can be a cuboid shape 310 having wavelength converting elements 300 each have a rectangular or square shape. It is expedient if the wavelength-converting elements 300 in the lateral direction of the shaped body 200 an edge length 320 have, which is between 100 microns and 10 mm, in particular between 750 microns and 2 mm.

Das Zerteilen des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 entlang der Trennebenen 230 kann beispielsweise durch Sägen, Lasertrennen, Stanzen, Schneiden oder Wasserstrahlschneiden erfolgen. Es ist günstig, dass die auf diese Weise gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 die Quaderform 310 mit hoher Genauigkeit aufweisen, die Seitenflächen der wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 also im Wesentlichen senkrecht sind und die Kanten der wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 Winkel aufweisen, die mit hoher Genauigkeit 90 Grad betragen. Die zwischen den Oberseiten und den Seitenflächen der wellenlängenkonvertierenden Elemente angeordneten Winkel und die zwischen den Unterseiten und den Seitenflächen der wellenlängenkonvertierenden Elemente angeordneten Winkel können beispielsweise zwischen 80 Grad und 100 Grad oder zwischen 85 Grad und 95 Grad oder noch näher an 90 Grad liegen.Parting as a plate 210 formed molding 200 along the parting lines 230 can be done for example by sawing, laser cutting, punching, cutting or water jet cutting. It is favorable that the wavelength converting elements formed in this way 300 the cuboid shape 310 with high accuracy, the side surfaces of the wavelength-converting elements 300 that is, are substantially perpendicular and the edges of the wavelength-converting elements 300 Have angles that are 90 degrees with high accuracy. The angles disposed between the tops and side faces of the wavelength-converting elements and the angles disposed between the bottoms and side faces of the wavelength-converting elements may be, for example, between 80 degrees and 100 degrees or between 85 degrees and 95 degrees or even closer to 90 degrees.

4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 400. Das optoelektronische Bauelement 400 kann beispielsweise ein Leuchtdioden-Bauelement sein. Das optoelektronische Bauelement 400 ist dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, zu emittieren. 4 shows a schematic sectional side view of an optoelectronic device 400 , The optoelectronic component 400 For example, it may be a light-emitting diode component. The optoelectronic component 400 is designed to emit electromagnetic radiation, such as visible light.

In der schematischen und lediglich beispielhaften Darstellung der 4 weist das optoelektronische Bauelement 400 einen Träger 410 auf. Auf dem Träger 410 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 420 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 420 weist eine Strahlungsemissionsfläche 430 auf, die von dem Träger 410 abgewandt ist. Der optoelektronische Halbleiterchip 420 ist dazu ausgebildet, an seiner Strahlungsemissionsfläche 430 elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich, zu emittieren. Der optoelektronische Halbleiterchip 420 kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip sein.In the schematic and merely exemplary representation of 4 has the optoelectronic component 400 a carrier 410 on. On the carrier 410 is an optoelectronic semiconductor chip 420 arranged. The optoelectronic semiconductor chip 420 has a radiation emission surface 430 on top of that by the wearer 410 turned away. The optoelectronic semiconductor chip 420 is designed to be at its radiation emission surface 430 electromagnetic radiation, such as light having a wavelength from the blue or ultraviolet spectral range to emit. The optoelectronic semiconductor chip 420 For example, it may be a light-emitting diode chip.

Auf der Strahlungsemissionsfläche 430 des optoelektronischen Halbleiterchips 420 ist eines der durch Zerteilen des Formkörpers 200 gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 angeordnet. Das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Elements 300 an der Strahlungsemissionsfläche 430 des optoelektronischen Halbleiterchips 420 kann durch ein Layertransferverfahren erfolgt sein.On the radiation emission surface 430 of the optoelectronic semiconductor chip 420 is one of by dividing the molding 200 formed wavelength converting elements 300 arranged. Arranging the wavelength converting element 300 at the radiation emission surface 430 of the optoelectronic semiconductor chip 420 may be done by a layer transfer method.

Das wellenlängenkonvertierende Element 300 des optoelektronischen Bauelements 400 ist dazu vorgesehen, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 420 emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest zum Teil in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Beispielsweise kann das wellenlängenkonvertierende Element 300 des optoelektronischen Bauelements 400 dazu vorgesehen sein, einen Teil von durch den optoelektronischen Halbleiterchip 420 des optoelektronischen Bauelements 400 emittiertem Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich in Licht mit einer Wellenlänge aus dem gelben oder orangen Spektralbereich zu konvertieren. Das optoelektronische Bauelement 400 strahlt in diesem Fall eine Mischung von konvertiertem und unkonvertiertem Licht ab, die eine weiße Lichtfarbe aufweisen kann. Die Wellenlängenkonversion erfolgt durch den einen Teil des Formmaterials 150 des wellenlängenkonvertierenden Elements 300 bildenden Leuchtstoff 110.The wavelength converting element 300 of the optoelectronic component 400 is provided from the optoelectronic semiconductor chip 420 emitted electromagnetic radiation to convert at least partially into electromagnetic radiation of a different wavelength. For example, the wavelength-converting element 300 of the optoelectronic component 400 be provided to a part of the optoelectronic semiconductor chip 420 of the optoelectronic component 400 to convert emitted light having a wavelength from the blue or ultraviolet spectral range to light having a wavelength from the yellow or orange spectral range. The optoelectronic component 400 In this case, it emits a mixture of converted and unconverted light, which may have a white light color. The wavelength conversion is done by the one part of the molding material 150 the wavelength converting element 300 forming phosphor 110 ,

Der optoelektronische Halbleiterchip 420 und das wellenlängenkonvertierende Element 300 des optoelektronischen Bauelements 400 können in einem dem in 4 gezeigten Bearbeitungsstand zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt wahlweise noch in ein Vergussmaterial eingebettet werden. Hierzu wird das Vergussmaterial derart über der Oberseite des Trägers 410 angeordnet, dass die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips 420 und die Seitenflächen des wellenlängenkonvertierenden Elements 300 durch das Vergussmaterial bedeckt werden, die von der Strahlungsemissionsfläche 430 abgewandte Oberseite des wellenlängenkonvertierenden Elements 300 jedoch nicht durch Vergussmaterial bedeckt wird. Das Vergussmaterial kann beispielsweise ein Silikon aufweisen.The optoelectronic semiconductor chip 420 and the wavelength converting element 300 of the optoelectronic component 400 can in a the in 4 shown processing state temporally subsequent processing step optionally still be embedded in a potting material. For this purpose, the potting material is above the top of the carrier 410 arranged that the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chip 420 and the side surfaces of the wavelength converting element 300 covered by the potting material from the radiation emission surface 430 opposite top of the wavelength-converting element 300 is not covered by potting material. The potting material may for example comprise a silicone.

5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines wellenlängenkonvertierenden Elements 300, das die Form einer optischen Linse 330 aufweist. Im Beispiel der 5 ist die optische Linse 330 eine plankonvexe Sammellinse. Die optische Linse 330 könnte aber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als plankonkave Zerstreuungslinse, als Fresnel-Linse oder anders. 5 shows a schematic perspective view of a wavelength-converting element 300 that is the shape of an optical lens 330 having. In the example of 5 is the optical lens 330 a plano-convex convex lens. The optical lens 330 but could also be designed differently, for example, as a plano-concave diverging lens, as a Fresnel lens or otherwise.

Das in 5 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300 kann durch Umformen aus dem in 3 gezeigten wellenlängenkonvertierenden Element 300 gebildet worden sein. Dabei wird ausgenutzt, dass das Formmaterial 150 auch nach dem Urformen des Formkörpers 200 und nach dem Zerteilen des Formkörpers 200 in die einzelnen wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 noch thermoplastisch verformbar ist.This in 5 shown wavelength converting element 300 can by reshaping from the in 3 shown wavelength converting element 300 have been formed. It is exploited that the molding material 150 even after the original molding of the molding 200 and after dividing the shaped body 200 into the individual wavelength-converting elements 300 is still thermoplastically deformable.

Das in 5 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300 mit der Form der optischen Linse 330 kann aber auch direkt durch Urformen aus dem durch Compoundieren gebildeten Formmaterial 150 hergestellt worden sein. Das Urformen kann dabei beispielsweise durch Spritzgießen erfolgt sein. In diesem Fall wurde aus dem Formmaterial 150 also nicht zunächst ein Formkörper 200 gebildet, der dann in einzelne wellenlängenkonvertierende Elemente 300 zerteilt wird. Stattdessen ist aus dem Formmaterial 150 direkt das wellenlängenkonvertierende Element 300 mit der Form der optischen Linse 330 urgeformt worden.This in 5 shown wavelength converting element 300 with the shape of the optical lens 330 but can also directly by primary molding of the formed by compounding molding material 150 have been produced. The prototyping can be done for example by injection molding. In this case was made of the molding material 150 So not first a molded body 200 formed, which then into individual wavelength-converting elements 300 is divided. Instead, from the mold material 150 directly the wavelength converting element 300 with the shape of the optical lens 330 been formed.

Das in 5 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300 mit der Form der optischen Linse 330 kann, wie das in 3 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300, in einem optoelektronischen Bauelement 400 verwendet werden. Hierzu wird das wellenlängenkonvertierende Element 300 der 5 über der Strahlungsemissionsfläche 430 eines optoelektronischen Halbleiterchips 420 angeordnet. Das als optische Linse 330 ausgebildete wellenlängenkonvertierende Element 300 kann dann eine Wellenlänge von durch den optoelektronischen Halbleiterchip 420 emittierter Strahlung konvertieren und gleichzeitig das von dem optoelektronischen Halbleiterchip 420 emittierte Licht formen, beispielsweise bündeln, kollimieren oder zerstreuen.This in 5 shown wavelength converting element 300 with the shape of the optical lens 330 can, like that in 3 shown wavelength converting element 300 in an optoelectronic component 400 be used. For this purpose, the wavelength-converting element 300 of the 5 over the radiation emission surface 430 an optoelectronic semiconductor chip 420 arranged. The wavelength converting element formed as the optical lens 330 300 can then be a wavelength of the optoelectronic semiconductor chip 420 emitted radiation and at the same time that of the optoelectronic semiconductor chip 420 form emitted light, for example, bundle, collimate or disperse.

Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.The invention has been further illustrated and described with reference to the preferred embodiments. However, the invention is not limited to the disclosed examples. Rather, other variations may be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Matrixmaterialmatrix material
105105
Fluorpolymerfluoropolymer
110110
Leuchtstofffluorescent
120120
Diffusormaterialdiffuser material
130130
farbiges Material colored material
150150
Formmaterial mold material
200200
Formkörpermoldings
210210
Platteplate
220220
Dickethickness
230230
Trennebene parting plane
300300
wellenlängenkonvertierendes Element wavelength converting element
310310
Quaderformcuboid shape
320320
Kantenlänge edge length
330330
optische Linse optical lens
400400
optoelektronisches Bauelement optoelectronic component
410410
Trägercarrier
420420
optoelektronischer Halbleiterchipoptoelectronic semiconductor chip
430430
StrahlungsemissionsflächeRadiation emitting surface

Claims (19)

Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements (300) mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Matrixmaterials (100), das ein Fluorpolymer (105) aufweist; - Bereitstellen eines Leuchtstoffs (110); - Compoundieren des Matrixmaterials (100) und des Leuchtstoffs (110), um ein Formmaterial (150) zu erhalten; - Urformen des Formmaterials (150), um einen Formkörper (200) zu bilden; - Zerteilen des Formkörpers (200), um eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente (300) zu erhalten.A method of fabricating a wavelength converting element (300) comprising the steps of: - providing a matrix material (100) comprising a fluoropolymer (105); - Providing a phosphor (110); Compounding the matrix material (100) and the phosphor (110) to obtain a molding material (150); Prototyping the molding material (150) to form a molding (200); - dividing the shaped body (200) to obtain a plurality of wavelength converting elements (300). Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Urformen durch Extrudieren oder durch Spritzgießen erfolgt.Method according to Claim 1 , wherein the primary molding is carried out by extrusion or injection molding. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Formkörper (200) als Platte (210) gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the shaped body (200) is formed as a plate (210). Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Platte (210) mit einer Dicke (220) zwischen 50 µm und 300 µm ausgebildet wird, bevorzugt mit einer Dicke (220) zwischen 100 µm und 200 µm.Method according to Claim 3 wherein the plate (210) has a thickness (220) between 50 μm and 300 is formed, preferably with a thickness (220) between 100 .mu.m and 200 .mu.m. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zerteilen des Formkörpers (200) durch Sägen, Lasertrennen, Stanzen, Schneiden oder Wasserstrahlschneiden erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the cutting of the shaped body (200) by sawing, laser cutting, punching, cutting or water jet cutting takes place. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durch Zerteilen des Formkörpers (200) erhaltenen wellenlängenkonvertierenden Elemente (300) eine Quaderform (310) aufweisen.Method according to one of the preceding claims, wherein the wavelength-converting elements (300) obtained by dividing the shaped body (200) have a parallelepiped shape (310). Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei mindestens eine Kantenlänge (320) der Quaderform (310) in laterale Richtung des Formkörpers (200) zwischen 100 µm und 10 mm liegt, bevorzugt zwischen 750 µm und 2 mm.Method according to Claim 6 , wherein at least one edge length (320) of the cuboid shape (310) in the lateral direction of the shaped body (200) is between 100 μm and 10 mm, preferably between 750 μm and 2 mm. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Zerteilen des Formkörpers (200) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: - Umformen eines der wellenlängenkonvertierenden Elemente (300) zu einer optischen Linse (330).Method according to one of the preceding claims, wherein after the dividing of the shaped body (200) the following further step is carried out: - Converting one of the wavelength converting elements (300) to an optical lens (330). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Matrixmaterial (100) einen Brechungsindex zwischen 1,2 und 1,8 aufweist, bevorzugt zwischen 1,3 und 1,5.Method according to one of the preceding claims, wherein the matrix material (100) has a refractive index between 1.2 and 1.8, preferably between 1.3 and 1.5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leuchtstoff (110) in Form von Partikeln bereitgestellt wird, die eine mittlere Größe im Bereich zwischen 500 nm und 100 µm aufweisen, bevorzugt im Bereich von 5 µm und 30 µm.Method according to one of the preceding claims, wherein the phosphor (110) is provided in the form of particles having a mean size in the range between 500 nm and 100 microns, preferably in the range of 5 microns and 30 microns. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formmaterial (150) mit einem auf das Volumen bezogenen Leuchtstoffanteil zwischen 5 % und 80 % ausgebildet wird, bevorzugt mit einem auf das Volumen bezogenen Leuchtstoffanteil von mindestens 50 %.Method according to one of the preceding claims, wherein the molding material (150) is formed with a volume-based phosphor content of between 5% and 80%, preferably with a volume-based phosphor content of at least 50%. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Formmaterial (150) während des Compoundierens ein Diffusormaterial (120) beigemengt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the diffuser material (120) is added to the molding material (150) during compounding. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Diffusormaterial (120) SiO2, Al2O3 oder TiO2 aufweist.Method according to Claim 12 wherein the diffuser material (120) comprises SiO 2 , Al 2 O 3 or TiO 2 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 und 13, wobei das Diffusormaterial (120) in Form von Partikeln beigemengt wird, die eine mittlere Größe im Bereich zwischen 100 nm und 500 nm aufweisen.Method according to one of Claims 12 and 13 wherein the diffuser material (120) is incorporated in the form of particles having a mean size in the range between 100 nm and 500 nm. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Formmaterial (150) während des Compoundierens ein farbiges Material (130) beigemengt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a colored material (130) is added to the molding material (150) during compounding. Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements (300) mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Matrixmaterials (100), das ein Fluorpolymer (105) aufweist; - Bereitstellen eines Leuchtstoffs (110); - Compoundieren des Matrixmaterials (100) und des Leuchtstoffs, um ein Formmaterial (150) zu erhalten; - Urformen des Formmaterials (150), um ein wellenlängenkonvertierendes Element (300) zu bilden, das die Form einer optischen Linse (330) aufweist.A method of fabricating a wavelength converting element (300) comprising the steps of: - providing a matrix material (100) comprising a fluoropolymer (105); - Providing a phosphor (110); Compounding the matrix material (100) and the phosphor to obtain a molding material (150); Prototyping the molding material (150) to form a wavelength converting element (300) having the shape of an optical lens (330). Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (400) mit den folgenden Schritten: - Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements (300) nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; - Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Elements (300) über einer Strahlungsemissionsfläche (430) eines optoelektronischen Halbleiterchips (420).Method for producing an optoelectronic component (400) with the following steps: - Producing a wavelength-converting element (300) according to a method according to one of the preceding claims; - arranging the wavelength-converting element (300) over a radiation emission surface (430) of an optoelectronic semiconductor chip (420). Wellenlängenkonvertierendes Element (300) für ein optoelektronisches Bauelement (400) aufweisend ein Matrixmaterial (100) und einen in das Matrixmaterial (100) eingebetteten Leuchtstoff (110), wobei das Matrixmaterial (100) ein Fluorpolymer (105) aufweist, wobei das wellenlängenkonvertierende Element (300) eine Quaderform (310) aufweist.A wavelength-converting element (300) for an optoelectronic component (400) comprising a matrix material (100) and a phosphor (110) embedded in the matrix material (100), wherein the matrix material (100) comprises a fluoropolymer (105), wherein the wavelength-converting element ( 300) has a cuboid shape (310). Wellenlängenkonvertierendes Element (300) für ein optoelektronisches Bauelement (400) aufweisend ein Matrixmaterial (100) und einen in das Matrixmaterial (100) eingebetteten Leuchtstoff (110), wobei das Matrixmaterial (100) ein Fluorpolymer (105) aufweist, wobei das wellenlängenkonvertierende Element (300) die Form einer optischen Linse (330) aufweist.A wavelength-converting element (300) for an optoelectronic component (400) comprising a matrix material (100) and a phosphor (110) embedded in the matrix material (100), wherein the matrix material (100) comprises a fluoropolymer (105), wherein the wavelength-converting element ( 300) has the shape of an optical lens (330).
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