DE102018105653A1 - Verfahren zur herstellung einer anordung, anordnung und array - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Anordnung und ein Array, wobei eine strukturierte Kontaktschicht und eine an einer ersten Seite der strukturierten Kontaktschicht angeordnete und mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit der strukturierten Kontaktschicht verbundene elastische Trägerschicht bereitgestellt wird, wobei auf einer zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der strukturierten Kontaktschicht wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauelement auf der strukturierten Kontaktschicht angeordnet und mit der strukturierten Kontaktschicht elektrisch und mechanisch verbunden wird, wobei eine elastische Konversionsschicht in einem Abstrahlbereich derart auf die strukturierte Kontaktschicht und die elastische Trägerschicht aufgebracht wird, dass zumindest das optoelektronische Halbleiterbauelement in der Konversionsschicht zumindest abschnittweise eingebettet ist und ein Anschlussbereich der strukturierten Kontaktschicht unbedeckt bleibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung gemäß Patentanspruch 1, eine Anordnung gemäß Patentanspruch 10 und ein Array gemäß Patentanspruch 15.
  • Aus der EP 2 784 198 A1 ist ein flexibles, lichtemitiertendes Textildisplay bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Anordnung und eine verbesserte Anordnung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 und einer Anordnung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Es wurde erkannt, dass ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Anordnung dadurch bereitgestellt werden kann, dass eine strukturierte Kontaktschicht und eine an einer ersten Seite der strukturierten Kontaktschicht angeordnete und mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit der strukturierten Kontaktschicht verbundene elastische Trägerschicht bereitgestellt wird, wobei auf einer zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der strukturierten Kontaktschicht wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauelement auf der strukturierten Kontaktschicht angeordnet und mit der strukturierten Kontaktschicht elektrisch und mechanisch verbunden wird, wobei eine Konversionsschicht aus einem elastischen Matrixmaterial derart auf die strukturierte Kontaktschicht und die elastische Trägerschicht aufgebracht wird, dass das optoelektronische Halbleiterbauelement in der Konversionsschicht zumindest abschnittweise eingebettet ist.
  • Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Anordnung besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ferner wird auf ein steifes Leiterkartenmaterial verzichtet, sodass die mittels des Verfahrens hergestellte Anordnung besonders biegsam und flexibel ist und sich insbesondere für Bekleidungsstücke oder Banner eignet.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird eine Form auf eine vordefinierte Temperatur beheizt, wobei ein erster Reaktionspartner und ein zweiter Reaktionspartner in einen Formraum der Form eingebracht werden, wobei zumindest ein erster Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners miteinander zu einem elastischen ersten Werkstoff der elastischen Trägerschicht vernetzen, wobei zeitlich nach Vernetzen des ersten Anteils des ersten Reaktionspartners und zweiten Reaktionspartners auf die teilvernetzte elastische Trägerschicht die strukturierte Kontaktschicht aufgebracht wird, wobei zeitlich nach dem Aufbringen der strukturierten Kontaktschicht auf die elastische Trägerschicht ein zweiter Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners zu dem ersten Werkstoff der elastischen Trägerschicht vernetzen und die stoffschlüssige Verbindung mit der strukturierten Kontaktschicht ausgebildet wird. Dadurch kann eine Anzahl von Verfahrensschritten zur Herstellung besonders geringgehalten werden, sodass das Verfahren zur Herstellung der Anordnung besonders kostengünstig ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die strukturierte Kontaktschicht aus einer Metallfolie geschnitten oder gestanzt, wobei zeitlich nach dem zumindest teilweisen Entformen der elastischen Trägerschicht aus der Form die erste Seite der strukturierten Kontaktschicht flächig auf die elastische Trägerschicht aufgelegt wird, wobei die strukturierte Kontaktschicht und die elastische Trägerschicht miteinander verpresst werden. Dadurch wird eine besonders flexible Anordnung erzielt und gleichzeitig ein besonders einfaches Herstellungsverfahren bereitgestellt.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird eine Form auf eine vordefinierte Temperatur beheizt, wobei ein erster Reaktionspartner und ein zweiter Reaktionspartner in einen Formraum der Form eingebracht werden, wobei zumindest ein erster Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners miteinander zu einem elastischen ersten Werkstoff der elastischen Trägerschicht vernetzen, wobei wenigstens eine erste Kavität der elastischen Trägerschicht ausgebildet wird, wobei in die erste Kavität ein dritter Reaktionspartner und ein vierter Reaktionspartner eingebracht werden, wobei der dritte Reaktionspartner und der vierte Reaktionspartner miteinander vernetzen und die strukturierte Kontaktschicht in der ersten Kavität ausbilden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Aushärten der Leitschicht und des ersten Werkstoffs zeitgleich erfolgen kann, sodass die benötigte Zeit zur Herstellung der Anordnung besonders kurz ist und sodass in einer Großserienproduktion innerhalb eines vorgegeben Zeitintervalls eine besonders hohe Anzahl von Anordnungen herstellbar ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform vernetzt zeitlich nach dem Einbringen des dritten Reaktionspartners und des vierten Reaktionspartners in die erste Kavität ein zweiter Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners zu dem ersten Werkstoff der elastischen Trägerschicht und zeitgleich vernetzten der dritte Reaktionspartner und der vierte Reaktionspartner miteinander und bilden die strukturierte Kontaktschicht in der ersten Kavität aus.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind der erste Reaktionspartner und der dritte Reaktionspartner und/oder der zweite Reaktionspartner und der vierte Reaktionspartner identisch. Dadurch kann eine besonders gute stoffschlüssige Verbindung zwischen der strukturierten Kontaktschicht und der elastischen Trägerschicht erzielt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform werden mittels eines Siebdrucks oder mittels eines Dispensers der dritte Reaktionspartner und/oder der vierte Reaktionspartner in die erste Kavität eingebracht.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird auf die zweite Seite der strukturierten Kontaktschicht eine Schicht eines Leitklebers aufgebracht, wobei auf die Schicht das optoelektronische Halbleiterbauelement mit wenigstens einer ersten Kontaktfläche aufgesetzt wird. Alternativ wird auf einer ersten Kontaktfläche des optoelektronischen Halbleiterbauelements eine Schicht eines Leitklebers aufgebracht, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement mit der Schicht auf die zweite Seite der Leitschicht aufgesetzt wird, wobei der Leitkleber zur Ausbildung einer elektrisch leitfähigen, elastischen Verbindungsschicht ausgehärtet wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Konversionsschicht derart auf die elastische Trägerschicht aufgebracht, dass zumindest ein Anschlussbereich der Leitschicht auf einer der elastischen Trägerschicht abgewandten Seite der Leitschicht unbedeckt von der Konversionsschicht ist und das optoelektronische Halbleiterbauelement vorzugsweise vollständig in die Konversionsschicht eingebettet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das optoelektronische Halbleiterbauelement vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt ist. Ferner wird eine hohe Lichtausbeute der Anordnung sichergestellt.
  • Die mittels des oben beschriebenen Verfahrens hergestellte Anordnung weist eine elastische Trägerschicht, eine strukturierte Kontaktschicht, wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauelement und eine Konversionsschicht auf, wobei die elastische Trägerschicht einen elektrisch nichtleitenden, elastischen ersten Werkstoff aufweist, wobei die elastische Trägerschicht mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit einer ersten Seite der strukturierten Kontaktschicht verbunden ist, wobei die strukturierte Kontaktschicht einen elektrisch leitfähigen und elastischen zweiten Werkstoff aufweist, wobei auf einer zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der strukturierten Kontaktschicht die Leitschicht, vorzugsweise mittels einer elastischen Verbindungsschicht, mit einer ersten Kontaktfläche des optoelektronischen Halbleiterbauelements elektrisch und mechanisch verbunden ist, wobei in der Konversionsschicht zumindest das optoelektronische Halbleiterbauelement eingebettet ist und ein Anschlussbereich der Leitschicht zur Kontaktierung der strukturierten Kontaktschicht durch die Konversionsschicht unbedeckt ist.
  • Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Anordnung eine besonders hohe mechanische Formbarkeit und Biegbarkeit aufweist. Ferner passt sich die Anordnung bei Einsatz der Anordnung in einem Bekleidungsstück flexibel einer Köperform an und kann einer Bewegung des Körpers folgen.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die strukturierte Kontaktschicht wenigstens eine erste Leitschicht und eine zweite Leitschicht auf, wobei die zweite Leitschicht versetzt zu der ersten Leitschicht angeordnet ist, wobei die elastische Trägerschicht die erste Leitschicht elektrisch von der zweiten Leitschicht isoliert, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement eine zweite Kontaktfläche aufweist, wobei die zweite Kontaktfläche versetzt zu der ersten Kontaktfläche angeordnet ist, wobei die erste Kontaktfläche mittels der elastischen Verbindungsschicht mit der ersten Leitschicht verbunden ist, wobei die zweite Kontaktfläche mechanisch und elektrisch mit der zweiten Leitschicht verbunden ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist in der elastischen Trägerschicht wenigstens eine erste Kavität angeordnet, wobei die erste Kavität, vorzugweise vollständig, mit der ersten Leitschicht der strukturierten Kontaktschicht verfüllt ist, wobei die erste Kavität einen Kavitätsboden aufweist, wobei der Kavitätsboden die erste Kavität fluidisch von einer der strukturierten Kontaktschicht abgewandten Seite der elastischen Trägerschicht trennt. Alternativ erstreckt sich die erste Kavität über eine gesamte Dicke der elastischen Trägerschicht und ist auf einer dem optoelektronischen Halbleiterbauelement abgewandten Seite offen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist in der elastischen Trägerschicht wenigstens eine zweite Kavität angeordnet, wobei die zweite Kavität versetzt zu der ersten Kavität angeordnet ist, wobei zwischen der ersten Kavität und der zweiten Kavität ein Steg der elastischen Trägerschicht zur fluidischen Trennung der ersten Kavität von der zweiten Kavität angeordnet ist, wobei die zweite Kavität, vorzugweise vollständig, mit der zweiten Leitschicht der strukturierten Kontaktschicht verfüllt ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die elastische Trägerschicht eine Trägermatrix auf, wobei die Trägermatrix einen der folgenden elastischen ersten Werkstoffe (325) aufweist: elastischen Kunststoff, Silikon, LRI-Silikon (LRI = low refractive index), HRI-Silikon (HRI = high refractive index), wobei die strukturierte Kontaktschicht (21) wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe aufweist: Silber, vernetzten Leitkleber, vernetzten Silberkleber, Aluminium, Stahl, Gold, Folienmaterial, Silberfolie, Stahlfolie, Goldfolie, Kupfer, Nickel, Zinn, Kupferfolie, Nickelfolie, Zinnfolie, und/oder wobei die elastische Verbindungsschicht elektrisch leitfähig ist und eine weitere Trägermatrix aufweist, wobei die weitere Trägermatrix einen der folgenden elastischen weiteren Werkstoffe aufweist: elastischen Kunststoff, Silikon, LRI-Silikon (LRI = low refractive index), HRI-Silikon (HRI = high refractive index), wobei der weitere Werkstoff und der erste Werkstoff identisch sind, und/oder wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement eine LED oder eine Laserdiode umfasst.
  • Ein verbessertes Array kann dadurch bereitgestellt werden, dass das Array mehrere Anordnungen, die wie oben beschrieben ausgebildet sind, umfasst, wobei die elastischen Trägerschichten der Anordnungen einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sind, wobei die optoelektronischen Halbleiterbauelemente in einem vordefinierten Muster beabstandet zueinander angeordnet sind.
  • 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. Es zeigen:
    • 1 eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß einer ersten Ausführungsform;
    • 2 eine Unteransicht auf die in 1 gezeigte Anordnung;
    • 3 eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte Anordnung;
    • 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den 1 bis 3 gezeigten Anordnung;
    • 5 eine Schnittansicht durch eine strukturierte Kontaktschicht nach einem ersten Verfahrensschritt;
    • 6 eine Schnittansicht durch eine elastische Trägerschicht in einer Form während eines zweiten Verfahrensschritts;
    • 7 eine Schnittansicht durch einen Verbund aus elastischer Trägerschicht und strukturierter Kontaktschicht während eines sechsten Verfahrensschritts;
    • 8 eine Schnittansicht durch den Verbund während eines neunten Verfahrensschritts;
    • 9 eine Schnittansicht durch den Verbund während eines elften Verfahrensschritts;
    • 10 eine Schnittansicht durch den Verbund nach einem zwölften Verfahrensschritt;
    • 11 eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch eine Anordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Herstellung der in 10 gezeigten Anordnung;
    • 13 eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht und die Form während eines zweiten Verfahrensschritts;
    • 14 eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht während eines fünften Verfahrensabschnitts;
    • 15 eine Schnittansicht durch einen Verbund nach einem siebten Verfahrensschritt;
    • 16 eine Schnittansicht durch den Verbund nach einem neunten Verfahrensschritt;
    • 17 eine Schnittansicht durch den Verbund während eines elften Verfahrensschritts;
    • 18 eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß einer dritten Ausführungsform;
    • 19 eine Unteransicht der in 18 gezeigten Anordnung;
    • 20 eine Schnittansicht entlang einer in 18 gezeigten Schnittebene C-C durch die in 18 gezeigte Anordnung;
    • 21 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den 18 bis 20 gezeigten Anordnung;
    • 22 eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht und die Form während des zweiten Verfahrensschritts;
    • 23 eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht nach dem vierten Verfahrensschritt;
    • 24 eine Schnittansicht durch den Verbund nach dem siebten Verfahrensschritt;
    • 25 eine Schnittansicht durch den Verbund nach dem neunten Verfahrensschritt;
    • 26 eine Schnittansicht durch den Verbund während des elften Verfahrensschritts;
    • 27 eine Draufsicht auf ein Array gemäß einer ersten Ausführungsform; und
    • 28 eine Draufsicht auf ein Array gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • In den folgenden Figuren ist zur erleichterten Orientierung ein Koordinatensystem 5 dargestellt. Das Koordinatensystem 5 ist als Rechtssystem ausgebildet und weist eine x-Achse (Längsrichtung), eine y-Achse (Querrichtung) und eine z-Achse (Höhenrichtung) auf.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • Die Anordnung 10 kann ein Textil 15, vorzugsweise ein Textilgewebe oder ein mehrlagiges Textil, aufweisen. Ferner weist die Anordnung 10 eine elastische Trägerschicht 20, eine strukturierte Kontaktschicht 21, wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 35 und eine Konversionsschicht 40 auf.
  • Die elastische Trägerschicht 20 ist beispielhaft oberseitig auf dem Textil 15 angeordnet. Das Textil 15 ist in 1 nur abschnittsweise dargestellt. An einer ersten Unterseite 55 (in 1 verdeckt) der elastischen Trägerschicht 20 kann die elastische Trägerschicht 20 mittels einer formschlüssigen, stoffschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Textil 15 verbunden sein. Auch kann auf das Textil 15 in der Anordnung 10 verzichtet werden. Das Textil 15 ist elastisch biegbar ausgebildet und kann beispielsweise Teil eines Bekleidungsstücks oder Banners sein.
  • Die elastische Trägerschicht 20 weist eine erste Trägermatrix auf. Die erste Trägermatrix weist einen elastischen ersten Werkstoff 325 auf. Der erste Werkstoff 325 ist elektrisch nichtleitend ausgebildet. Die erste Trägermatrix kann wenigstens einen der folgenden ersten Werkstoffe 325 aufweisen: elastischen Kunststoff, Silikon, LRI-Silikon (LRI = low refractive index), HRI-Silikon (HRI = high refractive index).
  • Ferner kann die elastische Trägerschicht 20 wenigstens eines der folgenden in der ersten Trägermatrix eingebetteten ersten Partikelmaterialien aufweisen: Reflexionspartikelmaterial, Titandioxid, Ruß, Farbpartikel.
  • Der erste Werkstoff 325 wird dann als elastisch verstanden, wenn der erste Werkstoff 325 wenigstens eine Zugfestigkeit aufweist, die in einem Bereich von 1 MPa bis 10 MPa liegt. Vorzugsweise beträgt die Zugfestigkeit etwa 4 MPa. Ferner ist der erste Werkstoff dann elastisch, wenn er ohne Beschädigung reversibel um wenigstens 20°, vorzugsweise wenigstens 60°, insbesondere wenigstens 120°, biegbar ist, ohne dass der erste Werkstoff 325 darunter Schaden nimmt.
  • Die elastische Trägerschicht 20 weist vorzugsweise eine erste Schichtdicke (in z-Richtung) von 30 µm bis 500 µm, besonders vorteilhafterweise von 70 µm bis 130 µm, auf. Ferner ist von Vorteil, wenn die erste Schichtdicke 100 µm beträgt.
  • Die elastische Trägerschicht 20 weist in der Ausführungsform beispielhaft eine rechteckförmige Ausgestaltung in der Draufsicht auf. Die Ausgestaltung der elastischen Trägerschicht 20 in ihrer Geometrie ist beispielhaft. Die elastische Trägerschicht 20 kann auch andersartig ausgestaltet sein.
  • Die elastische Trägerschicht 20 weist vier Seitenflächen 45 auf. Die vier Seitenflächen 45 stehen senkrecht zu der Zeichenebene und sind beispielhaft rechtwinklig zueinander angeordnet. In der Ausführungsform sind beispielhaft die Seitenflächen 45 plan ausgebildet. Auch ist denkbar, dass die Seitenflächen 45 gekrümmt oder geneigt zueinander angeordnet sind. So kann beispielsweise die elastische Trägerschicht 20 auch in der Draufsicht quadratisch, trapezförmig, polygonförmig, elliptisch oder kreisförmig ausgebildet sein. Auch kann die Seitenfläche 45 in sich gekrümmt ausgebildet sein und an den Schnitt des Textils 15 oder des Bekleidungsstücks angepasst sein.
  • Die elastische Trägerschicht 20 weist eine erste Oberseite 50 auf einer dem Betrachter zugewandten Seite auf. Die erste Oberseite 50 ist in der Ausführungsform beispielhaft auf einer dem Textil 15 abgewandten Seite angeordnet. Die Oberseite erste 50 ist in der Ausführungsform im Wesentlichen plan ausgebildet. Dabei wird unter plan verstanden, dass die erste Oberseite 50 im Wesentlichen frei von konstruktiv geplanten Erhebungen oder Einbuchtungen ist. Auf der ersten Oberseite 50 ist die strukturierte Kontaktschicht 21 angeordnet.
  • Die die strukturierte Kontaktschicht 21 ist mit einer zweiten Unterseite 70 auf der ersten Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20 angeordnet und vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen Verbindung 71 mit der elastischen Trägerschicht 20 verbunden. Die strukturierte Kontaktschicht 21 weist eine erste Leitschicht 25 und eine zweite Leitschicht 26 auf. Die zweite Leitschicht 26 ist seitlich versetzt zu der ersten Leitschicht 25 angeordnet. Durch den seitlichen Versatz der ersten Leitschicht 25 und der zweiten Leitschicht 26 sowie dem elektrisch nichtleitenden ersten Werkstoff 325 der elastischen Trägerschicht 20 ist die erste Leitschicht 25 elektrisch von der zweiten Leitschicht 26 isoliert.
  • Die Anordnung 10 weist einen Anschlussbereich 60 und einen in x-Richtung an den Anschlussbereich 60 sich anschließenden Abstrahlbereich 65 auf. In dem Anschlussbereich 60 der Anordnung 10 ist eine zweite Oberseite 80 der ersten Leitschicht 25, eine dritte Oberseite 90 der zweiten Leitschicht 26 und die erste Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20 (in den Bereichen, in denen die erste Oberseite 50 nicht von der strukturierten Kontaktschicht 21 bedeckt ist) oberseitig frei. Die strukturierte Kontaktschicht 21 weist im Anschlussbereich 60 oberseitig eine erste Anschlussfläche 85 zur oberseitigen Kontaktierung der ersten Leitschicht 25 auf. An der ersten Anschlussfläche 85 kann beispielsweise eine erste elektrische Leitung zur Verbindung der Anordnung 10 mit einem ersten Pol einer elektrischen Energiequelle oder einer Treiberschaltung angeschlossen sein.
  • Die zweite Leitschicht 26 weist im Anschlussbereich 60 an der dritten Oberseite 90 eine zweite Anschlussfläche 95 auf. An der zweiten Anschlussfläche 95 kann die zweite Leitschicht 26 oberseitig kontaktiert werden. Insbesondere kann an der zweiten Anschlussfläche 95 eine zweite elektrische Leitung angeschlossen sein, um die zweite Leitschicht 26 mit einem zweiten Pol der elektrischen Energiequelle oder der Treiberschaltung elektrisch zu verbinden.
  • In der Ausführungsform sind die erste Leitschicht 25 und die zweite Leitschicht 26 beabstandet zu der Seitenfläche 45 der elastischen Trägerschicht 20 angeordnet. Insbesondere ist zwischen der ersten Anschlussfläche 85 und der Seitenfläche 45 sowie zwischen der zweiten Anschlussfläche 95 und der Seitenfläche 45 ein Randbereich 100 vorgesehen, wobei der Randbereich 100 im Anschlussbereich 60 der Anordnung 10 ebenso oberseitig frei ist, sodass die erste Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20 im Randbereich 100 unbedeckt ist. Der Randbereich 100 kann beispielsweise dazu dienen, die elastische Trägerschicht 20 mittels Nähen oder eines Schweißverfahrens mit dem Textil 15 zu verbinden, ohne dass die strukturierte Kontaktschicht 21 durchstoßen wird oder anderweitig (mechanisch und/oder thermisch) beschädigt wird.
  • Die strukturierte Kontaktschicht 21 weist wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe 330 auf: Aluminium, Stahl, Gold, Stahlfolie, Goldfolie, Silberfolie, Kupfer, Nickel, Zinn, Kupferfolie, Nickelfolie, Zinnfolie. Die strukturierte Kontaktschicht 21 weist eine zweite Schichtdicke von 100 nm bis 50 µm µm auf.
  • Im Abstrahlbereich 65, der in 1 sich seitlich an den Anschlussbereich 60 anschließt, ist das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 angeordnet.
  • Das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 ist unterseitig (in 1 verdeckt) mit einer ersten Kontaktfläche 110 mit der ersten Leitschicht 25 und mit einer zweiten Kontaktfläche 115 mit der zweiten Leitschicht 26 elektrisch verbunden. Die Leitschichten 25, 26 sind ausgebildet, die bereitgestellte elektrische Energie im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 zu übertragen.
  • Das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 kann beispielsweise ein LED-Chip, insbesondere ein LED-Flip-Chip, oder eine Laserdiode sein. Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 strahlt das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 eine erste elektromagnetische Strahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich ab. Der erste Wellenlängenbereich kann im Bereich des sichtbaren und/oder nicht sichtbaren Lichts liegen.
  • Ferner ist ausschließlich im Abstrahlbereich die Konversionsschicht 40 vorgesehen. Die Konversionsschicht 40 erstreckt sich über den gesamten Bereich des Abstrahlbereichs 65 und endet an den Seitenflächen 45 der elastischen Trägerschicht 20. Die Konversionsschicht 40 grenzt an die erste Oberseite 50 sowie an die zweite und dritte Oberseite 80, 90 der Leitschicht 25, 26 unterseitig an und bedeckt die elastische Trägerschicht 20 sowie die erste und zweite Leitschicht 25, 26 derart, dass das optoelektronische Halbleiterbauelement 35, vorzugsweise vollständig, in der Konversionsschicht 40 eingebettet ist. Die Konversionsschicht 40 kann oberseitig plan ausgebildet sein. Alternativ ist auch denkbar, dass oberseitig die Konversionsschicht 40 linsenförmig ausgebildet ist.
  • Die Konversionsschicht 40 weist eine zweite Trägermatrix und ein in der zweiten Trägermatrix eingebettetes Konversionsmaterial 360 auf. Die zweite Trägermatrix weist wenigstens einen der folgenden dritten Werkstoffe 335 auf: elastischen Kunststoff, Silikon, LRI-Silikon (LRI = low refractive index), HRI-Silikon (HRI = high refractive index).
  • Von besonderem Vorteil ist, wenn der erste Werkstoff 325 der ersten Trägermatrix und der dritte Werkstoff 335 der zweiten Trägermatrix identisch sind, sodass die Konversionsschicht 40 und die elastische Trägerschicht 20 im Wesentlichen die gleiche Elastizität und Zugfestigkeit aufweisen.
  • Das Konversionsmaterial 360 ist ausgebildet, die erste elektromagnetische Strahlung mit dem ersten Wellenlängenbereich in eine zweite elektromagnetische Strahlung aus einem zweiten Wellenlängenbereich umzuwandeln, wobei der zweite Wellenlängenbereich unterschiedlich zu dem ersten Wellenlängenbereich ist.
  • Die zweite elektromagnetische Strahlung wird oberseitig auf einer zur elastischen Trägerschicht 20 abgewandten Seite aus der Konversionsschicht 40 abgestrahlt.
  • 2 zeigt eine Unteransicht auf die in 1 gezeigte Anordnung 10, wobei auf die Darstellung des Textils 15 verzichtet wird.
  • Die elastische Trägerschicht 20 ist an der ersten Unterseite 55 unterbrechungsfrei ausgebildet. Dabei wird unter unterbrechungsfrei verstanden, dass an/in der ersten Unterseite 55 im Wesentlichen keine beabsichtigten Aussparungen, Löcher oder Ähnliches vorgesehen sind, die sich in Richtung der ersten Oberseite 50 erstrecken. Durch die unterbrechungsfreie Ausgestaltung der ersten Unterseite 55 der elastischen Trägerschicht 20 kann das optoelektronische Halbleiterbauelemente 35 vor Umwelteinflüssen, insbesondere vor Feuchtkeit, insbesondere Schweiß, geschützt werden. Dadurch wird eine hohe Lebensdauer der Anordnung 10 sichergestellt.
  • Mittels strichlierter Linien ist in 2 die Erstreckung der ersten Leitschicht 25 und der zweiten Leitschicht 26 oberseitig der elastischen Trägerschicht 20 dargestellt. Dabei ist zwischen der ersten Leitschicht 25 und der zweiten Leitschicht 26 ein Zwischenraum 105 der elastischen Trägerschicht 20 vorgesehen. Der Zwischenraum 105 trennt elektrisch die erste Leitschicht 25 von der zweiten Leitschicht 26.
  • Ferner ist der Randbereich 100 umlaufend, den Seitenflächen 45 folgend angeordnet. Dies stellt sicher, dass die Leitschicht 25, 26 ausschließlich im Anschlussbereich 60 oberseitig frei liegt. Im Abstrahlbereich 65 ist die struktierte Kontaktschicht 21 bedeckt. Auch an der Seitenfläche 45 ist die strukturierte Kontaktschicht 21 verdeckt, sodass eine Korrosion der strukturierten Kontaktschicht 21 zuverlässig vermieden werden kann.
  • 3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte Anordnung 10.
  • Das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 ist in der Ausführungsform beispielhaft als Flip-Chip ausgebildet und weist unterseitig einer der strukturierten Kontaktschicht 21 zugewandten Seite die erste Kontaktfläche 110 und eine in Querrichtung seitlich versetzt zu der ersten Kontaktfläche 110 angeordnete zweite Kontaktfläche 115 auf.
  • In der Ausführungsform strahlt das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 die erste elektromagnetische Strahlung mit einer Chipoberseite 130 ab. Selbstverständlich kann das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 auch als kantenemittierendes optoelektronisches Halbleiterbauelement 35 ausgebildet sein, sodass das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 mit einer Chipseitenfläche 135, die vorzugsweise senkrecht geneigt zu der elastischen Trägerschicht 20 angeordnet ist, die erste elektromagnetische Strahlung abstrahlt. Die Chipoberseite 130 ist in der Ausführungsform parallel zu der ersten Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20 ausgebildet. In 3 verläuft die elastische Trägerschicht 20 in einer Ebene.
  • In der Ausführungsform ist eine vierte Oberseite 120 der Konversionsschicht 40 linsenförmig ausgebildet. Dabei ist die vierte Oberseite 120 der Konversionsschicht 40 oberhalb des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 bezogen auf das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 konvex ausgebildet, sodass die vierte Oberseite 120 hin zur Seitenfläche 45 abfällt.
  • Das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 ist mit der ersten Kontaktfläche 110 mittels einer ersten elastischen Verbindungsschicht 145 mit der ersten Leitschicht 25 stoffschlüssig verbunden. Die zweite Kontaktfläche 115 ist mittels einer zweiten elastischen Verbindungsschicht 150 mit der zweiten Leitschicht 26 stoffschlüssig verbunden. Die erste elastische Verbindungsschicht 145 und die zweite elastische Verbindungsschicht 150 sind schichtartig zwischen der Kontaktfläche 110, 115 und der jeweils zugeordneten ersten und zweiten Leitschicht 25, 26 ausgebildet. In der Ausführungsform sind die erste elastische Verbindungsschicht 145 und die zweite elastische Verbindungsschicht 150 im Wesentlichen identisch ausgebildet. Die erste elastische Verbindungsschicht 145 verbindet elektrisch die erste Kontaktfläche 110 mit der ersten Leitschicht 25 und die zweite elastische Verbindungsschicht 150 verbindet die zweite Kontaktfläche 115 elektrisch mit der zweiten Leitschicht 26.
  • Die elastische Verbindungsschicht 145, 150 ist derart ausgebildet, dass die elastische Verbindungsschicht 145, 150 eine Biegung der darunterliegenden Leitschicht 25, 26 und der elastischen Trägerschicht 20 erlaubt und diese gegenüber den steif ausgebildeten Kontaktflächen 110, 115 des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 ausgleicht, sodass ein Ablösen der elastischen Verbindungsschicht 145, 150 an der Kontaktfläche 110, 115 bei Beanspruchung der Anordnung 10 auf Biegung zuverlässig vermieden wird.
  • Von besonderem Vorteil ist, wenn die elastische Verbindungsschicht 145, 150 elektrisch leitfähig ist und eine dritte Schichtdicke von 2 µm bis 50 µm aufweist. Dabei weist vorzugsweise die elastische Verbindungsschicht 145, 150 eine Zugfestigkeit auf, die in einem Bereich von 1 MPa bis 10 MPa liegt. Vorzugsweise beträgt die Zugfestigkeit etwa 4 MPa. Ferner ist von Vorteil, wenn die elastische Verbindungsschicht 145, 150 wenigstens eine dritte Trägermatrix mit wenigstens einem der folgenden vierten Werkstoffe 340 aufweist: elastischen Kunststoff, Silikon, LRI-Silikon (LRI = low refractive index), HRI-Silikon (HRI = high refractive index), Epoxidharz, elektrisch leitfähiges Polymer. Besonders von Vorteil ist, wenn der erste Werkstoff 325 und der vierte Werkstoff 340 identisch sind.
  • Zusätzlich kann die elastische Verbindungsschicht 145, 150 wenigstens eines der zweiten Partikelmaterialien aufweisen: Silber, Gold, Nickel, Kupfer, Graphit, Eisen Aluminium, Zinn. Das zweite Partikelmaterial ist in der dritten Trägermatrix eingebettet und stellt bei einer elektrisch nichtleitenden dritten Trägermatrix sicher, dass die elastische Verbindungsschicht 145, 150 elektrisch leitfähig ist.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den 1 bis 3 gezeigten Anordnung 10. 5 zeigt eine Schnittansicht durch die strukturierte Kontaktschicht 21 nach einem ersten Verfahrensschritt 200. 6 zeigt eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht 20 in einer Form 160 während eines zweiten Verfahrensschritts 205. 7 zeigt eine Schnittansicht durch einen Verbund 190 aus elastischer Trägerschicht 20 und strukturierter Kontaktschicht 21 während eines sechsten Verfahrensschritts 225. 8 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 während eines neunten Verfahrensschritts 240. 9 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 während eines elften Verfahrensschritts 250. 10 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 während eines zwölften Verfahrensschritts 255.
  • Das in den folgenden Verfahrensschritten beschriebene Verfahren dient zur zeitgleichen Herstellung wenigstens einer, vorzugsweise einer Vielzahl von in den 1 bis 3 beschriebenen Anordnungen 10. Im Folgenden wird jedoch aus Einfachheitsgründen nur auf die Herstellung der in den 1 bis 3 gezeigten Anordnung 10 eingegangen.
  • In dem ersten Verfahrensschritt 200 (vgl. 5) wird aus einem dünnen Folienmaterial, vorzugsweise einer Metallfolie, insbesondere beispielsweise einer Aluminiumfolie oder einer Goldfolie oder einer Silberfolie oder einer Stahlfolie, die Geometrie der strukturierten Kontaktschicht 21 aus dem Folienmaterial ausgeschnitten. Dabei wird unter einem Folienmaterial plattenförmiges Material mit der zweiten Schichtdicke verstanden. Das Folienmaterial kann auf Grund seiner hohen Flexibilität aufgerollt bereitgestellt werden.
  • Das Ausschneiden kann beispielsweise mittels eines Laserschneidverfahrens oder eines Stanzverfahrens erfolgen. Auch andere Verfahren sind denkbar, um die strukturierte Kontaktschicht 21 aus dem Folienmaterial herauszutrennen. Durch die Verwendung des Folienmaterials ist die Leitschicht 25, 26 besonders elastisch und einfach biegbar. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass durch die Verwendung des Folienmaterials aus Metall die elektrische Leitfähigkeit der strukturierten Kontaktschicht 21 sichergestellt ist. In der Ausführungsform weist die strukturierte Kontaktschicht 21 eine Vielzahl nebeneinander in Querrichtung beabstandeter Leitschichten 25, 26 auf, wobei jeweils ein Paar aus der ersten Leitschicht 25 und der zweiten Leitschicht 26 für jeweils ein oder mehrere parallel geschaltete optoelektronische Halbleiterbauelemente 35 vorgesehen ist.
  • In dem zweiten Verfahrensschritt 205 (vgl. 6) wird in einem Compression-Molding-Verfahren die elastische Trägerschicht 20 hergestellt. Dazu wird eine Form 160 (in 6 schematisch dargestellt) mit einem Formraum 165 bereitgestellt. Die Form 160 kann beispielsweise aus zwei Formschalen 170, 175 ausgebildet sein, wobei die Formschalen 170, 175 oberseitig und unterseitig den Formraum 165 begrenzen. Durch das Aneinanderpressen der Formschalen 170, 175 wird der Formraum 165 verschlossen.
  • In den Formraum 165 werden ein erster Reaktionspartner und ein zweiter Reaktionspartner zur Ausbildung des ersten Werkstoffs 325 und gegebenenfalls das erste Partikelmaterial beispielsweise in einem Gemisch eingebracht. Die Form 160 ist auf eine vordefinierte erste Temperatur beheizt. Die erste vordefinierte Temperatur kann 110°C bis 120°C betragen. In einem ersten Zeitintervall, beispielsweise in einem Bereich von 1 bis 10 Minuten, insbesondere in einem Bereich von 1 bis 3 Minuten, härtet ein erster Anteil der ersten und zweiten Reaktionspartner durch eine Vernetzung des ersten Reaktionspartners mit dem zweiten Reaktionspartner zu dem ersten Werkstoff 325 aus. Ein zweiter Anteil der ersten und zweiten Reaktionspartner liegt zum Ende des ersten Zeitintervalls noch unvernetzt oder nur teilvernetzt vor.
  • In einem auf den zweiten Verfahrensschritt 205 folgenden dritten Verfahrensschritt 210 können der erste Werkstoff 325 und die Reaktionspartner in dem Formraum 165 abgekühlt werden. In dem dritten Verfahrensschritt 210 wird ferner zumindest eine der beiden Formschalen 170, 175, beispielsweise die in 6 gezeigte obere erste Formschale 170, von der teilvernetzten elastischen Trägerschicht 20 entfernt.
  • In einem vierten Verfahrensschritt 215 wird die im ersten Verfahrensschritt 200 hergestellte strukturierte Kontaktschicht 21 auf die erste Oberseite 50 der teilvernetzten elastischen Trägerschicht 20 aufgelegt.
  • In einem fünften Verfahrensschritt 220, der auf den vierten Verfahrensschritt 215 folgt, werden die strukturierte Kontaktschicht 21 und die elastische Trägerschicht 20 miteinander verpresst. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Form 160 wieder geschlossen wird und mit der oberen ersten Formschale 170 die strukturierte Kontaktschicht 21 auf die elastische Trägerschicht 20 mit einem vordefinierten Druck gepresst wird.
  • Alternativ kann die teilvernetzte elastische Trägerschicht 20 auch aus der Form 160 entnommen werden und die strukturierte Kontaktschicht 21 außerhalb der Form 160 auf die elastische teilausgehärtete Trägerschicht 20 aufgelegt und auf die elastische Trägerschicht 20 mit dem vordefinierten Druck gepresst werden.
  • In dem sechsten Verfahrensschritt 225 (vgl. 7) wird der Verbund 190 aus der elastischen Trägerschicht 20 und der strukturierter Kontaktschicht 21 für ein zweites vordefiniertes Zeitintervall, beispielsweise 3 Stunden bis 5 Stunden, auf eine zweite vordefinierte Temperatur, beispielsweise 110°C bis 120°C, erwärmt. Dabei werden der zweite Anteil der bisher nichtvernetzten oder nur teilvernetzten ersten und zweiten Reaktionspartner zu dem ersten Werkstoff 325 vernetzt, sodass am Ende des sechsten Verfahrensschritts 225 die ersten und zweiten Reaktionspartner vollständig zu dem ersten Werkstoff 325 ausgehärtet sind. Dabei bildet der zweite Anteil des ersten Werkstoffs 325 mit der Leitschicht 25, 26 die stoffschlüssige Verbindung 71 aus, sodass die Leitschicht 25, 26 zuverlässig mechanisch mit der elastischen Trägerschicht 20 verbunden ist.
  • In einem siebten Verfahrensschritt 230 wird eine erste Schicht 345 eines Leitklebers auf die erste Leitschicht 25 und eine zweite Schicht 350 des Leitklebers auf die zweite Leitschicht 26 abschnittweise zur Ausbildung der elastischen Verbindungsschicht 145, 150 aufgebracht. Die Schicht 345, 350 kann direkt auf die zweite und dritte Oberseite 80, 90 der Leitschicht 25, 26 mit der Kontaktfläche 110, 115 aufgebracht werden.
  • Alternativ können die Schichten 345, 350 des Leitklebers auch auf die jeweiligen Kontaktflächen 110, 115 des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 aufgebracht werden. Dabei kann das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 so orientiert sein, dass die Kontaktfläche 110, 115 zur Aufbringung der Schichten 345, 350 des Leitklebers auf die Kontaktfläche 110, 115 günstig orientiert ist. Dabei kann das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 beispielsweise so orientiert sein, dass die Chipoberseite 130 des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 nach unten zeigt und die an der Chipunterseite angeordneten Kontaktflächen 110, 115 oberseitig angeordnet sind, sodass von oben auf die Kontaktfläche 110, 115 die Schichten 345, 350 des Leitklebers aufgebracht werden können.
  • Im Anschluss daran kann nach Aufbringung der Schicht 345, 350 das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 zusammen mit der Schicht 345, 350 um 180° gedreht werden, sodass dann die Kontaktfläche 110, 115 unterseitig des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 angeordnet ist.
  • In einem achten Verfahrensschritt 235 wird das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 oder eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 35 in einem vordefinierten Muster derart auf der strukturierten Kontaktschicht 21 positioniert, dass die erste Kontaktfläche 110 auf der ersten Leitschicht 25 und die zweite Kontaktfläche 115 oberseitig der zweiten Leitschicht 26 positioniert ist.
  • In dem neunten Verfahrensschritt 240 (vgl. 8) wird die erste Schicht 345 und die zweite Schicht 350 des Leitklebers zur Ausbildung des vierten Werkstoffs 340 der elastischen Verbindungsschicht 145, 150 ausgehärtet, sodass das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 mittels der elastischen Verbindungsschicht 145, 150 mit der strukturierten Kontaktschicht 21 elektrisch und mechanisch verbunden ist.
  • In einem zehnten Verfahrensschritt 245 wird die Konversionsschicht 40 beispielsweise mittels Spray-Coating-Verfahrens oder eines Casting-Verfahrens auf das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 bzw. die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 35 sowie auf den Verbund 190 derart aufgebracht, dass das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 vollständig in der Konversionsschicht 40 eingebettet ist und der Anschlussbereich 60 freigehalten wird. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die Struktur der vierten Oberseite 120 mitausgebildet wird, um so gute Abstrahleigenschaften der Anordnung 10 für die zweite elektromagnetische Strahlung in die Umgebung sicherzustellen.
  • In einem elften Verfahrensschritt 250 (vgl. 9) wird die Konversionsschicht 40 ausgehärtet.
  • In einem fakultativen zwölften Verfahrensschritt 255 (vgl. 10) kann nach Aushärten der Konversionsschicht 40 der Verbund 190 entlang vordefinierter Schnittlinien 195 zwischen zwei optoelektronischen Halbleiterbauelementen 35 in die in den 1 bis 3 gezeigten einzelnen Anordnungen 10 zerteilt werden. Die Schnittlinie 195 ist bei einer Einschnürung 140 zwischen zwei benachbart angeordneten optoelektronischen Halbleiterbauelementen 35 angeordnet.
  • In einem dreizehnten Verfahrensschritt 260 wird die bis dahin hergestellte Anordnung 10 an der ersten Unterseite 55 der elastischen Trägerschicht 20 mit dem Textil 15 verbunden.
  • Durch das in 4 beschriebene Verfahren kann eine sehr flache Anordnung 10 hergestellt werden, die oberseitig über den Anschlussbereich 60 an den Anschlussflächen 85, 95 auf einfache Weise kontaktierbar ist. Werden in die elastische Trägerschicht 20 zusätzlich Reflexionspartikel eingebracht, kann ein besonders gutes Abstrahlverhalten der Anordnung 10 sichergestellt werden. Durch die Farbpartikel kann die Trägerschicht 20 farblich an eine Farbe des Textil 15 angepasst werden.
  • 11 zeigt eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch eine Anordnung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Die Anordnung 10 ist im Wesentlichen identisch zu der in den 1 bis 3 erläuterten Anordnung 10 ausgebildet. Im Folgenden sollen ausschließlich die Unterschiede der in der 11 gezeigten Anordnung 10 gegenüber der in den 1 bis 3 erläuterten Anordnung 10 erläutert werden.
  • Die elastische Trägerschicht 20 weist an der ersten Oberseite 50 eine erste Kavität 300 und eine zweite Kavität 305 auf. In der ersten Kavität 300 ist die erste Leitschicht 25 und in der zweiten Kavität 305 ist die zweite Leitschicht 26 angeordnet. Die erste Kavität 300 und die zweite Kavität 305 sind beispielhaft identisch ausgebildet und in Querrichtung versetzt zueinander angeordnet. Zwischen der ersten Kavität 300 und der zweiten Kavität 305 ist im Zwischenraum 105 ein Steg 310 vorgesehen. Der Steg 310 trennt die erste Kavität 300 von der zweiten Kavität 305. Die Kavitäten 300, 305 sind oberseitig offen. Unterseitig wird jede der Kavitäten 300, 305 durch einen Kavitätsboden 315, 320 begrenzt, sodass zwischen der Kavität 300, 305 und der ersten Unterseite 55 der erste Werkstoff 325 angeordnet ist und die Kavität 300, 305 fluidisch zu der ersten Unterseite 55 der elastischen Trägerschicht 20 abgedichtet ist.
  • Die Kavität 300, 305 ist beispielhaft nutförmig ausgebildet, wobei jedoch eine Erstreckung in Querrichtung (y-Richtung) größer ist als eine Höhe (z-Richtung) der Kavität 300, 305. In der Ausführungsform ist beispielhaft die erste Kavität 300 vollständig mit dem zweiten Werkstoff 330 der ersten Leitschicht 25 verfüllt. Ebenso ist die zweite Kavität 305 mit dem zweiten Werkstoff 330 der zweiten Leitschicht 26 verfüllt. Die strukturierte Kontaktschicht 21 weist eine zweite Schichtdicke von 10 µm bis 100 µm auf. Dies kann der Höhe der Kavität 300, 305 entsprechen. Auch kann die Kavität 300, 305 nur teilweise mit dem zweiten Werkstoff 330 der Leitschicht 25, 26 verfüllt sein. Das Ausnutzen eines maximalen Volumens der Kavität 300, 305 stellt sicher, dass die zweite und dritte Oberseite 80, 90 zum einen in einer gemeinsamen Ebene zueinander angeordnet sind, zum anderen auch in einer gemeinsamen Ebene mit der ersten Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20 angeordnet sind. Dadurch kann die Anordnung 10 besonders flach ausgebildet sein.
  • Ferner ist von Vorteil, wenn die strukturierte Kontaktschicht 21 wenigstens eine vierte Trägermatrix mit wenigstens einem der folgenden zweiten Werkstoffe 330 aufweist: elastischen Kunststoff, Silikon, LRI-Silikon (LRI = low refractive index), HRI-Silikon (HRI = high refractive index), Epoxidharz, elektrisch leitfähiges Polymer.
  • Zusätzlich kann der zweite Werkstoff 330 wenigstens eines der dritten Partikelmaterialien aufweisen: Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Graphit, Zinn, Eisen, Aluminium. Das zweite Partikelmaterial ist in der vierten Trägermatrix eingebettet und stellt bei einer elektrisch nichtleitenden vierten Trägermatrix sicher, dass die strukturierte Kontaktschicht 21 elektrisch leitfähig ist.
  • Auf der elastischen Trägerschicht 20 ist, wie in den 1 bis 3 erläutert, mittels der elastischen Verbindungsschicht 145, 150 das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 auf der Leitschicht 25, 26 befestigt. Ebenso ist auch die in der Kavität 300, 305 angeordnete Leitschicht 25, 26 im Abstrahlbereich 65 durch die Konversionsschicht 40 vollständig bedeckt.
  • 12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Herstellung der in 10 gezeigten Anordnung 10. 13 zeigt eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht 20 und die Form 160 während eines zweiten Verfahrensschritts 405. 14 zeigt eine Schnittansicht durch die elastischer Trägerschicht 20 während eines fünften Verfahrensabschnitts 420. 15 zeigt eine Schnittansicht durch einen Verbund 190 nach einem siebten Verfahrensschritt 430. 16 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 nach einem neunten Verfahrensschritt 440.
  • 17 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 während eines elften Verfahrensschritts 450.
  • Das Verfahren ist sehr ähnlich zu dem in 4 erläuterten Verfahren. Es wird jedoch zum verbesserten Verständnis auf das gesamte Verfahren eingegangen.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 400 wird die Form 160 bereitgestellt. Die Form 160 ist im Wesentlichen identisch zu der in 6 gezeigten Form 160 ausgebildet, jedoch ist anstatt zu der in 6 gezeigten innenseitigen planen Ausgestaltung der ersten Formschale 170 die erste Formschale 170 innenseitig strukturiert ausgebildet und weist beispielsweise wenigstens eine erste Ausbuchtung 180, die korrespondierend zu der Geometrie der ersten Kavität 300 ausgebildet ist, und eine zweite Ausbuchtung 181, die korrespondierend zu der Geometrie der zweiten Kavität 305 ausgebildet ist, auf. Vorzugsweise sind mehrere erste und zweite Ausbuchtungen 180, 181 vorgesehen.
  • Die zweite Formschale 175, die unterseitig zur ersten Formschale 170 angeordnet ist, begrenzt zusammen mit der ersten Formschale 170 den Formraum 165. Die Ausbuchtungen 180, 181 sind beispielhaft identisch zueinander ausgebildet und weisen einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Die Ausbuchtungen 180, 181 erstrecken sich in Richtung der zweiten Formschale 175. Die Ausbuchtungen 180, 181 sind in regelmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Zwischen den Ausbuchtungen 180, 181 ist jeweils eine Vertiefung 185 in der ersten oberen Formschale 170 vorgesehen, die die Ausbuchtungen 180, 181 in Querrichtung voneinander trennt. Die zweite Formschale 175 ist oberseitig plan ausgebildet. Die Ausbuchtung 180, 185 dient zur Ausformung der Kavität 300, 305 und die Vertiefung 185 zur Ausformung des Stegs 310.
  • In dem zweiten Verfahrensschritt 405 (vgl. 13) wird in einem Compression-Molding-Verfahren die elastischen Trägerschicht 20 hergestellt. Der zweite Verfahrensschritt 405 entspricht im Wesentlichen dem oben erläuterten zweiten Verfahrensschritt 205. Dabei werden in den Formraum 165 der erste und zweite Reaktionspartner zur Ausbildung des ersten Werkstoffs 325 und gegebenenfalls das erste Partikelmaterial eingebracht. In dem ersten Zeitintervall, beispielsweise in einem Bereich von 1 bis 10 Minuten, insbesondere in einem Bereich von 1 bis 3 Minuten, werden die beiden Reaktionspartner teilweise ausgehärtet. Dazu ist die Form 160 auf die vordefinierte erste Temperatur beheizt. Der erste Anteil der Reaktionspartner vernetzt im ersten Zeitintervall zu dem ersten Werkstoff und nimmt die vorgegebene Ausgestaltung der Form 160 mit den Kavitäten 300, 305 an und hält die Ausgestaltung der elastischen Trägerschicht 20 aufrecht, obwohl der zweite Anteil von Reaktionspartnern zum Ende des ersten Zeitintervalls noch unvernetzt oder nur teilvernetzt vorliegt.
  • In einem dritten Verfahrensschritt 410 wird zumindest die erste obere Formschale 170 von der zweiten unteren Formschale 175 entfernt. Alternativ kann die elastische Trägerschicht 20 vollständig aus der Form 160 entnommen werden.
  • In einem vierten Verfahrensschritt 415 werden die Kavitäten 300, 305 mit einem dritten und vierten Reaktionspartner zur Ausbildung des zweiten Werkstoffs 330 der Leitschicht 25, 26 verfüllt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass mittels eines Dispensverfahrens oder eines Siebdrucks ein Gemisch aus dem dritten und vierten Reaktionspartner in die Kavität 300, 305 derart eingeführt wird, dass ein maximales Volumen der Kavität 300, 305 nicht überschritten wird. Von besonderem Vorteil ist, wenn der erste Reaktionspartner und der dritte Reaktionspartner sowie der zweite Reaktionspartner und der vierte Reaktionspartner identisch sind.
  • In dem fünften Verfahrensschritt 420 (vgl. 14) werden die teilausgehärte elastische Trägerschicht 20 und die verfüllten Kavitäten 300, 305 für ein zweites vordefiniertes Zeitintervall, beispielsweise 3 Stunden bis 5 Stunden, auf die zweite vordefinierte Temperatur, beispielsweise 110°C bis 120°C, erwärmt. Dabei wird der zweite Anteil der bisher nichtvernetzten oder nur teilvernetzten ersten und zweiten Reaktionspartner zu dem ersten Werkstoff 325 vernetzt. Ferner werden der dritte und vierte Reaktionspartner zu dem zweiten Werkstoff vernetzt, sodass am Ende des fünften Verfahrensschritts 420 die ersten und zweiten Reaktionspartner vollständig zu dem ersten Werkstoff 325 und der dritte und vierte Reaktionspartner vollständig zu dem zweiten Werkstoff 330 ausgehärtet sind. Dabei bildet der zweite Anteil des ersten Werkstoffs 325 mit dem dritten und vierten Reaktionspartner die stoffschlüssige Verbindung 71 aus, sodass die Leitschicht 25, 26 zuverlässig mechanisch mit der elastischen Trägerschicht 20 verbunden ist.
  • In einem sechsten Verfahrensschritt 425, der identisch ist mit dem in 4 erläuterten siebten Verfahrensschritt 230, wird der Leitkleber auf die strukturierte Kontaktschicht 21 zur Ausbildung der elastischen Verbindungsschicht 145, 150 aufgebracht. Dabei wird beispielsweise der Leitkleber auf die zweite und dritte Oberseite 80, 90 der Leitschicht 25, 26 in einen Bereich, der sich mit der Kontaktfläche 110, 115 überdeckt, aufgebracht. Alternativ kann der Leitkleber auch auf die Kontaktflächen 110, 115 des optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 aufgebracht werden.
  • In einem siebten Verfahrensschritt 430 (vgl. 15), der mit dem in 4 erläuterten achten Verfahrensschritt 235 identisch ist, wird das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 derart auf der strukturierten Kontaktschicht 21 positioniert, dass die erste Kontaktfläche 110 auf der ersten Leitschicht 25 und die zweite Kontaktfläche 115 oberseitig der zweiten Leitschicht 26 positioniert ist.
  • In dem achten Verfahrensschritt 435, der identisch zu dem in 4 erläuterten neunten Verfahrensschritt 240 ist, wird der Leitkleber zur Ausbildung des vierten Werkstoffs 340 ausgehärtet, sodass das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 mit der strukturierten Kontaktschicht 21 über die elastische Verbindungsschicht 145, 150 elektrisch und mechanisch verbunden ist.
  • In einem neunten Verfahrensschritt 440, der identisch mit dem in 4 erläuterten zehnten Verfahrensschritt 245 ist (vgl. 16). wird, beispielsweise mittels Spraycoatings oder Dipsensens, die Konversionsschicht 40 auf der elastischen Trägerschicht 20, der Leitschicht 25, 26 und dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 35 derart aufgebracht, dass im Abstrahlbereich 65 das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 vollständig in der Konversionsschicht 40 eingebettet ist. Wesentlich dabei ist, dass im Anschlussbereich 60 keine zweite Trägermatrix der Konversionsschicht 40 aufgebracht ist, sodass der Anschlussbereich 60 oberseitig frei liegt und so eine zuverlässige Kontaktierung über die Anschlussfläche 85, 95 sichergestellt ist.
  • In einem zehnten Verfahrensschritt 445 wird die Konversionsschicht 40 ausgehärtet.
  • In einem elften Verfahrensschritt 450 (vgl. 17) kann nach Aushärten der Konversionsschicht 40 der Verbund 190 entlang der vordefinierten Schnittlinien 195, beispielsweise zwischen zwei optoelektronischen Halbleiterbauelementen 35, in die in 11 gezeigten einzelnen Anordnungen 10 zerteilt werden.
  • In einem zwölften Verfahrensschritt 455 wird die bis dahin hergestellte Anordnung 10 an der elastischen Trägerschicht 20 mit dem Textil 15 verbunden.
  • Alternativ zu dem in 12 beschriebenen Verfahren ist auch denkbar, dass im dritten Verfahrensschritt 410 der erste Werkstoff 325 der elastischen Trägerschicht 20 vollständig ausgehärtet wird. Ferner kann nach Aushärten der elastischen Trägerschicht 20 die elastische Trägerschicht 20 aus der Form 160 entnommen werden. Alternativ kann aber auch nur die erste obere Formschale 170 entfernt werden und auf die erste Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20 in die Kavitäten 300, 305 der dritte und vierte Reaktionspartner zur Ausbildung der Leitschicht 25, 26 eingebracht werden. In diesem Fall erfolgt die Aushärtung der Leitschicht 25, 26 und der elastischen Trägerschicht 20 zeitlich nacheinander und nicht, wie oben erläutert, zumindest zeitlich teilweise parallel.
  • Ferner kann auch auf den sechsten und achten Verfahrensschritt 425, 435 verzichtet werden und der siebte Verfahrensschritt 430 zeitlich zwischen dem vierten Verfahrensschritt 415 und dem fünften Verfahrensschritt 420 durchgeführt werden. Zusätzlich wird die Kontaktfläche 110, 115 in Berührkontakt mit dem dritten und vierten Reaktionspartner gebracht, sodass nach Aushärtung des dritten und vierten Reaktionspartners zum zweiten Werkstoff 330 die Leitschicht 25, 26 direkt das optoelektronische Halbleiterbauelement 35 befestigt. In diesem Fall wird auf die elastische Verbindungsschicht 145, 150 verzichtet.
  • 18 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Die Anordnung 10 ist im Wesentlichen identisch zu den in den 1 bis 3 und 11 erläuterten Ausgestaltungen der Anordnung 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Abweichungen der in 18 gezeigten Anordnung 10 zu den in den 1 bis 3 und 11 gezeigten Anordnungen 10 eingegangen.
  • Die Anordnung 10 weist zwar den Anschlussbereich 60 und den Abstrahlbereich 65 auf, jedoch ist der Abstrahlbereich 65 oberseitig der elastischen Trägerschicht 20 angeordnet. Dabei bedeckt die Konversionsschicht 40 vollständig die erste Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20. Der Anschlussbereich 60 ist rückseitig an der ersten Unterseite 55 angeordnet und in 18 durch die Konversionsschicht 40 und die elastische Trägerschicht 20 verdeckt. In der Ausführungsform erstreckt sich die Konversionsschicht 40 bis zu den Seitenflächen 45 der elastischen Trägerschicht 20. Alternativ ist auch denkbar, dass die Konversionsschicht 40 einen Randbereich der Trägerschicht 20 oberseitig unbedeckt lässt, sodass der Randbereich oberseitig frei ist.
  • Das Textil 15 ist in der Ausführungsform an der elastischen Trägerschicht 20 befestigt. Alternativ kann das Textil 15, insbesondere bei einer halbtransparenten oder transparenten Ausgestaltung des Textils 15, auch oberseitig auf der vierten Oberseite 120 der Konversionsschicht 40 angeordnet sein.
  • 19 zeigt eine Unteransicht der in 18 gezeigten Anordnung 10.
  • Wie bereits in 18 erläutert, ist der Anschlussbereich 60 an der ersten Unterseite 55 angeordnet. Dabei erstrecken sich die Leitschichten 25, 26 über einen Großteil der unterseitigen Gesamtfläche. Dabei ist zwischen der ersten Leitschicht 25 und der zweiten Leitschicht 26 der Zwischenraum 105 vorgesehen, mit dem die elastische Trägerschicht 20 die erste Leitschicht 25 elektrisch von der zweiten Leitschicht 26 isoliert. Unterseitig ist der Zwischenraum 105 unbedeckt, das heißt, dass an der elastischen Trägerschicht 20 unterseitig keine strukturierte Kontaktschicht 21 auf die erste Unterseite 55 aufgebracht ist. Ferner ist keine Konversionsschicht 40 an der elastischen Trägerschicht 20 unterseitig angeordnet.
  • Seitlich ist in der Ausführungsform an den Leitschichten 25, 26 zu den Seitenflächen 45 jeweils der Randbereich 100 vorgesehen. Selbstverständlich kann auch zumindest an einer Seite die Leitschicht 25, 26 bis zu der Seitenfläche 45 sich erstrecken und an der Seitenfläche 45 enden. Durch die beabstandete Anordnung der Kontaktflächen 110, 115 zu der Seitenfläche 45 und somit durch das Vorsehen des Randbereichs 100 wird verhindert, dass korrosive Medien, insbesondere beispielsweise Schweiß oder andere Flüssigkeiten, seitlich zwischen die Leitschicht 25, 26 und die elastischen Trägerschicht 20 eindringen können.
  • Zusätzlich kann nach Aufbringen eines elektrischen Kontakts auf die Leitschicht 25, 26 die Anordnung 10 unterseitig versiegelt werden.
  • 20 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in 18 gezeigten Schnittebene C-C durch die in 18 gezeigte Anordnung 10.
  • Abweichend zu der in 12 gezeigten Ausgestaltung der Anordnung 10 ist die Kavität 300, 305 als Durchgangsöffnung in der elastischen Trägerschicht 20 ausgebildet, sodass die Kavität 300, 305 zu der ersten Unterseite 55 der elastischen Trägerschicht 20 geöffnet ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Leitschicht 25, 26 von der ersten Unterseite 55 her kontaktiert werden kann, sodass in Quer- und Längsrichtung durch die rückseitige Anordnung der Kontaktflächen 110, 115 im Verhältnis zur Erstreckung in Längsrichtung und Querrichtung ein besonders großer Abstrahlbereich 65 bereitgestellt werden kann.
  • Die Kavität 300, 305 weist in der Ausführungsform einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf und erstreckt sich von der ersten Oberseite 50 vollständig durch die elastische Trägerschicht 20. Selbstverständlich wäre auch denkbar, dass die Kavität 300, 305 einen andersartigen Querschnitt aufweist. Insbesondere ist denkbar, dass sich der Querschnitt der Kavität 300, 305 zwischen der ersten Unterseite 55 und der ersten Oberseite 50 ändert und beispielsweise zunimmt oder abnimmt. Auch ist eine treppenförmige Ausgestaltung der Kavität 300, 305 denkbar. Auch kann die Kavität 300, 305 einen Hinterschnitt aufweisen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die strukturierte Kontaktschicht 21 in der Kavität 300, 305 besonders gut befestigt ist und ein oberseitiges oder unterseitiges Entfernen der Leitschicht 25, 26 aus der Kavität 300, 305 durch einen zusätzlichen Formschluss verhindert wird. Ferner ist eine Fläche zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung 71 zwischen der strukturierten Kontaktschicht 21 und der elastischen Trägerschicht 20 gegenüber der in 20 gezeigten Ausgestaltung vergrößert, sodass die Leitschicht 25, 26 besonders gut mit der elastischen Trägerschicht 20 verbunden ist.
  • Durch das Vorsehen der Kavitäten 300, 305 als Durchgangsöffnung in der elastischen Trägerschicht 20 kann die strukturierte Kontaktschicht 21 einen besonders hohen Querschnitt (in einer yz-Ebene) aufweisen und dadurch besonders stromtragfähig ausgebildet sein. Dadurch können oberseitig auf der Leitschicht 25, 26 auch optoelektronische Halbleiterbauelemente 35 angeordnet sein, die einen besonders hohen Energiebedarf an elektrischer Energie haben. Die strukturierte Kontaktschicht 21 weist eine zweite Schichtdicke von 30 µm bis 200 µm auf. Dies kann der Höhe der elastischen Trägerschicht 20 entsprechen.
  • 21 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den 18 bis 20 gezeigten Anordnung. 22 zeigt eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht 20 und die Form 160 während des zweiten Verfahrensschritts 405. 23 zeigt eine Schnittansicht durch die elastische Trägerschicht 20 nach dem vierten Verfahrensschritt 415. 24 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 nach dem siebten Verfahrensschritt 430. 25 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 nach dem neunten Verfahrensschritt 440. 26 zeigt eine Schnittansicht durch den Verbund 190 während des elften Verfahrensschritts 450.
  • Das in 21 erläuterte Verfahren entspricht im Wesentlichen dem in 12 erläuterten Verfahren, sodass ausschließlich auf die Unterschiede des in 21 erläuterten Verfahrens gegenüber dem in 12 erläuterten Verfahren eingegangen werden soll.
  • Im ersten Verfahrensschritt 400 wird, wie in 12 und 13 erläutert, die Form 160 bereitgestellt. Zusätzlich ist auf einer Formoberseite 366 der zweiten unteren Formschale 175 eine temperaturbeständige Schutzfolie 370 angeordnet. Die temperaturbeständige Schutzfolie 370 weist eine Glasübergangstemperatur oder einen Schmelzpunkt auf, der größer ist als die vordefinierte erste Temperatur der beheizten Form 160.
  • Die Ausbuchtung 180, 181 der ersten Formschale 170 erstreckt sich soweit in Richtung der zweiten Formschale 175, dass die Ausbuchtung 180, 181 mit einer Ausbuchtungsunterseite 375 auf der Schutzfolie 370 oberseitig aufsitzt.
  • Selbstverständlich kann auf die Schutzfolie 370 auch verzichtet werden. Insbesondere kann dann auf die Schutzfolie 370 verzichtet werden, wenn vor Einbringen der ersten und zweiten Reaktionspartner in den Formraum 165 ein Trennmittel eingebracht wird, das an den Flächen, insbesondere der Formoberseite 366, der den Formraum 165 begrenzenden Formschalen 170, 175 anliegt. Dadurch kann ein zuverlässiges Entformen der elastischen Trägerschicht 20 aus dem Formraum 165 sichergestellt werden. Das Trennmittel kann zum Beispiel dünn aufgesprüht sein. Dadurch kann eine Geometriebeeinflussung der elastischen Trägerschicht 20 durch das dünnwandige Trennmittel vermieden werden. In diesem Fall liegt die Ausbuchtungsunterseite 375 auf der unteren zweiten Formschale 175 oberseitig an. Durch das Aufsitzen der nach unten offenen Ausbuchtungen 180, 181 auf der Formoberseite 366 werden die Kavitäten 300, 305 in der elastischen Trägerschicht 20 ausgebildet.
  • Die elastische Trägerschicht 20 kann in dem in 12 erläuterten zweiten und dritten Verfahrensschritt 405, 410 (vgl. 22) beispielsweise mittels des Compression-Molding-Verfahrens hergestellt werden. Alternativ wäre auch denkbar, dass anstatt des Compression-Molding-Verfahrens zur Herstellung der elastischen Trägerschicht 20 ein Transfer-Molding-Verfahren durchgeführt wird. Dabei werden anstatt wie beispielsweise beim Compression-Molding der erste Reaktionspartner und der zweite Reaktionspartner in einer Mischkanüle oder im Formraum 165 zu vermischen, in einem getrennten Raum vermischt. Dabei beginnen der erste Reaktionspartner und der zweite Reaktionspartner die Vernetzung in dem Raum. Der erste Reaktionspartner und der zweite Reaktionspartner werden in teilvernetztem Zustand, jedoch in flüssiger (oder zähflüssigem) Zustand in den Formraum 165 eingebracht, wobei in dem Formraum 165 wie oben beschrieben der erste und zweite Reaktionspartner weiter vernetzten.
  • In dem dritten Verfahrensschritt 410 wird die erste obere Formschale 170 von der zweiten unteren Formschale 175 entfernt. Die teilausgehärtete elastische Trägerschicht 20 verbleibt auf der Schutzfolie 370. Die zweite untere Formschale 175 kann von der Schutzfolie 370 entfernt werden. Alternativ kann die teilausgehärtete elastische Trägerschicht 20 mit der Schutzfolie 370 in der zweiten Formschale 175 verbleiben.
  • In dem vierten Verfahrensschritt 415 (vgl. 23) werden die Kavitäten 300, 305 mit dem dritten und vierten Reaktionspartner zur Ausbildung des zweiten Werkstoffs 330 der Leitschicht 25, 26 verfüllt. Dabei begrenzt unterseitig die Schutzfolie 370 die Kavität 300, 305 und verhindert ein Auslaufen des dritten und vierten Reaktionspartners aus der Kavität 300, 305.
  • Im Anschluss daran werden der in 12 beschriebene fünfte bis siebte Verfahrensschritt 420 bis 430 durchgeführt, wobei im sechsten oder siebten Verfahrensschritt 425, 430 zusätzlich unterseitig die Schutzfolie 370 entfernt wird (vgl. 24) .
  • Der neunte und zehnte Verfahrensschritt 440, 445 (vgl. 25) werden wie in 12 beschrieben durchgeführt, wobei im zehnten Verfahrensschritt 445 sichergestellt wird, dass während des Spraycoatings oder des Dispensens der Konversionsschicht 40 die Konversionsschicht 40 nicht die erste Unterseite 55 bedeckt und verunreinigt.
  • Der elfte und zwölfte Verfahrensschritt 450, 455 (vgl. 26) werden wie in 12 erläutert durchgeführt.
  • Die beschriebene Ausgestaltung der Anordnung 10 hat den Vorteil, dass durch die Integration der strukturierten Kontaktschicht 21 in die elastische Trägerschicht 20 die Anordnung 10 sehr flach ausgebildet ist. Auch kann dadurch, dass die Kavitäten 300, 305 als Durchgangsöffnungen in der elastischen Trägerschicht 20 ausgebildet sind, eine Kontaktierung der Anordnung 10 von der Rückseite, also auf einer zum optoelektronischen Halbleiterbauelement 35 abgewandten Seite, sichergestellt werden.
  • Die in den 1 bis 25 beschriebene Anordnung 10 weist eine hohe mechanische Verformbarkeit und Biegbarkeit auf. Diese wird vor allem durch die elastische Trägerschicht 20 aber auch die elastische Verbindungsschicht 145, 150 sicher gewährleistet. Ferner wird bei der Biegung der Anordnung 10 durch die elastische Ausgestaltung der strukturierten Kontaktschicht 21 eine Zerstörung der Anordnung 10 vermieden.
  • Die oben beschriebenen Ausgestaltungen haben ferner den Vorteil, dass sie besonders kostengünstig herstellbar sind, da auf das Vorsehen von separaten steifen Leiterplatten verzichtet werden kann. Ferner erschließen sich neue Anwendungen, da die oben beschriebenen Anordnungen 10 besonders flexibel sind.
  • 27 zeigt eine Draufsicht auf ein Array 30 gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • In der Ausführungsform umfasst das Array 30 mehrere nebeneinander angeordnete in den 1 bis 26 erläuterte Anordnungen 10. Die elastischen Trägerschichten 20 der Anordnungen 10 sind jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Die elastischen Trägerschichten 20 der Anordnungen 10 sind durchgehend ausgebildet, sodass die elastische Trägerschicht 20 und die Konversionsschicht 40 zwischen den optoelektronischen Halbleiterbauelementen 35 unterbrechungsfrei sind. Das Array 30 weist in der Ausführungsform fünf optoelektronische Halbleiterbauelemente 35 auf, die in einer Reihe in regelmäßigem Abstand zueinander beabstandet angeordnet sind. Ein Abstand zwischen den optoelektronischen Halbleiterbauelementen 35 kann neben der in 27 gezeigten regelmäßigen Beabstandung auch einen unregelmäßigen Abstand aufweisen. Insbesondere ist ein unregelmäßiger Abstand dann denkbar, wenn der Abstand an eine Geometrie des Textils 15 angepasst ist.
  • Die Konversionsschicht 40 ist ebenso wie die elastische Trägerschicht 20 durchgehend ausgebildet. Die Konversionsschichten 40 sind einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Die Konversionsschicht 40 ist derart oberseitig ausgebildet, dass die Konversionsschicht 40 jeweils zwischen benachbarten optoelektronischen Halbleiterbauelementen 35 die Einschnürung 140 aufweist, die etwa auf Höhe der Chipoberseite 130 in z-Richtung endet. Durch die Einschnürung 140 wird sichergestellt, dass die Anordnung 10 besonders gut biegbar ist. Dabei ist vorzugsweise beidseitig jeweils eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 35 die Einschnürung 140 vorgesehen, um so einen besonders engen Biegeradius des Arrays 30 sicherzustellen und dadurch die Anordnung 10 besonders flexibel auszugestalten. Dabei wird durch die beabstandeten optoelektronischen Halbleiterbauelemente 35 sichergestellt, dass die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 35 bei Biegung des Arrays 30 nicht aneinander anstoßen und gegebenenfalls die Anordnungen 10 delaminiert oder zerstört werden.
  • Jede der strukturierten Kontaktschichten 21 der Anordnungen 10 weist im Anschlussbereich 60 die Anschlussfläche 85, 95 auf, sodass jede der Anschlussflächen 85, 95 der Leitschichten 25, 26 separat zu kontaktierbar ist, um die Leitschicht 25, 26 mit der Treiberschaltung oder mit der elektrischen Energiequelle die Anordnung 10 zu verbinden. Dadurch kann jedes der optoelektronischen Halbleiterbauelemente 35 separat angesteuert, beispielsweise aktiviert oder deaktiviert werden.
  • 28 zeigt eine Draufsicht auf ein Array 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Das Array 30 ist im Wesentlichen identisch zu dem in 27 gezeigten Array 30 ausgebildet. Abweichend dazu weist das Array einen ersten Randbereich 380 und einen zweiten Randbereich 385 auf. Der erste Randbereich 380 schließt sich in y-Richtung an die Konversionsschicht 40 an einer ersten Seite an. Der zweite Randbereich 385 ist auf einer zum ersten Randbereich 380 gegenüberliegenden zweiten Seite der Konversionsschicht 40 angeordnet. Der erste Randbereich 380 und der zweite Randbereich 385 erstrecken sich jeweils zwischen der Konversionsschicht 40 und der Seitenfläche 45 der elastischen Trägerschicht 20.
  • Der erste Randbereich 380 ist parallel zum zweiten Randbereich 385 angeordnet. Eine Haupterstreckungsrichtung des Randbereichs 380, 385 verläuft in x-Richtung. In y-Richtung ist der Randbereich 380, 385 schmaler ausgebildet als in x-Richtung. Im ersten und zweiten Randbereich 380, 385 ist die elastische Trägerschicht 20 oberseitig durch die Konversionsschicht 40 unbedeckt, sodass die erste Oberseite 50 der elastischen Trägerschicht 20 frei liegt. In x-Richtung an einer Seite des Arrays 30 ist der Anschlussbereich 60 vorgesehen. An den Anschlussbereich 60 grenzt der erste und zweite Randbereich 380, 385 an, sodass der Anschlussbereich 60 und die beiden Randbereiche 380, 385 zusammen eine U-förmige Ausgestaltung aufweisen. Ebenso ist der Anschlussbereich 60, wie bereits in den 1 bis 20 erläutert, oberseitig frei und damit auch durch die Konversionsschicht 40 nicht bedeckt. Auf einer zum Anschlussbereich 60 in x-Richtung gegenüberliegenden Seite grenzt die Konversionsschicht 40 an die Seitenfläche 45 an.
  • Die strukturierte Kontaktschicht 21 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 390 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 395 auf, wobei der erste Verbindungsabschnitt 390 und der zweite Verbindungsabschnitt 395 in x-Richtung parallel zueinander verlaufen. Der erste Verbindungsabschnitt 390 verbindet die jeweils ersten Leitschichten 25 der strukturierten Kontaktschicht 21, die senkrecht zu dem ersten Verbindungsabschnitt 390 ausgerichtet sind, miteinander und mit der ersten Anschlussfläche 85.
  • Der zweite Verbindungsabschnitt 395 verbindet jeweils die zweiten Leitschichten 26 der jeweiligen Anordnungen 10 mit der zweiten Anschlussfläche 95. Dadurch, dass der Verbindungsabschnitt 390, 395 die auf der Trägerschicht 20 angeordneten optoelektronischen Halbleiterbauelemente 35 elektrisch mit der Anschlussfläche 85, 95 verbindet, können die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 35 auf einfache Weise mit der Energieversorgung oder der Treiberschaltung verbunden werden. Ferner können die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 35 durch die parallele Verschaltung einfach angesteuert werden.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
    • 5
    Koordinatensystem
    10
    Anordnung
    15
    Textil
    20
    elastische Trägerschicht
    21
    strukturierte Kontaktschicht
    25
    erste Leitschicht
    26
    zweite Leitschicht
    30
    Array
    35
    optoelektronisches Halbleiterbauelement
    40
    Konversionsschicht
    45
    Seitenfläche
    50
    erste Oberseite (der elastischen Trägerschicht)
    55
    erste Unterseite (der elastischen Trägerschicht)
    60
    Anschlussbereich
    65
    Abstrahlbereich
    70
    zweite Unterseite (der strukturierten Kontaktschicht)
    71
    stoffschlüssige Verbindung
    80
    zweite Oberseite (der ersten Leitschicht)
    85
    erste Anschlussfläche
    90
    dritte Oberseite (der zweiten Leitschicht)
    95
    zweite Anschlussfläche
    100
    Randbereich
    105
    Zwischenraum
    110
    erster Kontaktfläche
    115
    zweite Kontaktfläche
    120
    vierte Oberseite
    130
    Chipoberseite
    135
    Chipseitenfläche
    140
    Einschnürung
    145
    erste elastische Verbindungsschicht
    150
    zweite elastische Verbindungsschicht
    160
    Form
    165
    Formraum
    170
    erste (obere) Formschale
    175
    zweite (untere) Formschale
    180
    erste Ausbuchtung
    181
    zweite Ausbuchtung
    185
    Vertiefung
    190
    Verbund
    195
    Schnittlinie
    200
    erster Verfahrensschritt
    205
    zweiter Verfahrensschritt
    210
    dritter Verfahrensschritt
    215
    vierter Verfahrensschritt
    220
    fünfter Verfahrensschritt
    225
    sechster Verfahrensschritt
    230
    siebter Verfahrensschritt
    235
    achter Verfahrensschritt
    240
    neunter Verfahrensschritt
    245
    zehnter Verfahrensschritt
    250
    elfter Verfahrensschritt
    255
    zwölfter Verfahrensschritt
    260
    dreizehnter Verfahrensschritt
    300
    erste Kavität
    305
    zweite Kavität
    310
    Steg
    315
    erster Kavitätsboden
    320
    zweiter Kavitätsboden
    325
    erster Werkstoff
    330
    zweiter Werkstoff
    335
    dritter Werkstoff
    340
    vierter Werkstoff
    345
    erste Schicht des Leitklebers
    350
    zweite Schicht des Leitklebers
    355
    Matrixmaterial
    360
    Konversionsmaterial
    366
    Formoberseite der unteren zweiten Formschale
    370
    Schutzfolie
    375
    Ausbuchtungsunterseite
    380
    erster Randbereich
    385
    zweiter Randbereich
    390
    erster Verbindungsabschnitt
    395
    zweiter Verbindungsabschnitt
    400
    erster Verfahrensschritt
    405
    zweiter Verfahrensschritt
    410
    dritter Verfahrensschritt
    415
    vierter Verfahrensschritt
    420
    fünfter Verfahrensschritt
    425
    sechster Verfahrensschritt
    430
    siebter Verfahrensschritt
    435
    achter Verfahrensschritt
    440
    neunter Verfahrensschritt
    445
    zehnter Verfahrensschritt
    450
    elfter Verfahrensschritt
    455
    zwölfter Verfahrensschritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2784198 A1 [0002]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (10), - wobei eine strukturierte Kontaktschicht (21) und eine an einer ersten Seite (70) der strukturierten Kontaktschicht (21) angeordnete und mittels einer stoffschlüssigen Verbindung (71) mit der strukturierten Kontaktschicht (21) verbundene elastische Trägerschicht (20) bereitgestellt wird, - wobei auf einer zur ersten Seite (70) gegenüberliegenden zweiten Seite (80, 90) der strukturierten Kontaktschicht (21) wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (35) auf der strukturierten Kontaktschicht (21) angeordnet und mit der strukturierten Kontaktschicht (21) elektrisch und mechanisch verbunden wird, - wobei eine elastische Konversionsschicht (40) in einem Abstrahlbereich derart auf die strukturierte Kontaktschicht (21) und die elastische Trägerschicht (20) aufgebracht wird, dass zumindest das optoelektronische Halbleiterbauelement (35) in der Konversionsschicht (40) zumindest abschnittweise eingebettet ist und ein Anschlussbereich (60) der strukturierten Kontaktschicht (21) unbedeckt bleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, - wobei eine Form (160) auf eine vordefinierte Temperatur beheizt wird, - wobei ein erster Reaktionspartner und ein zweiter Reaktionspartner in einen Formraum (165) der Form (160) eingebracht werden, - wobei zumindest ein erster Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners miteinander zu einem elastischen ersten Werkstoff (325) der elastischen Trägerschicht (20) vernetzen, - wobei zeitlich nach Vernetzen des ersten Anteils des ersten Reaktionspartners und zweiten Reaktionspartners auf die teilvernetzte elastische Trägerschicht (20) die strukturierte Kontaktschicht (21) aufgebracht wird, - wobei zeitlich nach dem Aufbringen der strukturierten Kontaktschicht (21) auf die elastische Trägerschicht (20) ein zweiter Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners zu dem ersten Werkstoff (325) der elastischen Trägerschicht (20) vernetzen und die stoffschlüssige Verbindung (71) mit der strukturierten Kontaktschicht (21) ausgebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, - wobei die strukturierte Kontaktschicht (21) aus einer Metallfolie geschnitten oder gestanzt wird, - wobei zeitlich nach dem zumindest teilweisen Entformen der elastischen Trägerschicht (20) aus der Form (160) die erste Seite (70) der strukturierten Kontaktschicht (21) flächig auf die elastische Trägerschicht (20) aufgelegt wird, - wobei die strukturierte Kontaktschicht (21) und die elastische Trägerschicht (20) miteinander verpresst werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, - wobei eine Form (160) auf eine vordefinierte Temperatur beheizt wird, - wobei ein erster Reaktionspartner und ein zweiter Reaktionspartner in einen Formraum (165) der Form (160) eingebracht werden, - wobei zumindest ein erster Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners miteinander zu einem elastischen ersten Werkstoff (325) der elastischen Trägerschicht (20) vernetzen, - wobei wenigstens eine erste Kavität (300) der elastischen Trägerschicht (20) ausgebildet wird, - wobei in die erste Kavität (300) ein dritter Reaktionspartner und ein vierter Reaktionspartner eingebracht werden, - wobei der dritte Reaktionspartner und der vierte Reaktionspartner miteinander vernetzen und die strukturierte Kontaktschicht (21) in der ersten Kavität (300) ausbilden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, - wobei zeitlich nach dem Einbringen des dritten Reaktionspartners und des vierten Reaktionspartners in die erste Kavität (300) ein zweiter Anteil des ersten Reaktionspartners und des zweiten Reaktionspartners zu dem ersten Werkstoff der elastischen Trägerschicht (20) vernetzt und zeitgleich der dritte Reaktionspartner und der vierte Reaktionspartner miteinander vernetzen und die strukturierte Kontaktschicht (21) in der ersten Kavität (300) ausbilden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, - wobei der erste Reaktionspartner und der dritte Reaktionspartner und/oder der zweite Reaktionspartner und der vierte Reaktionspartner identisch sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, - wobei mittels eines Siebdrucks oder mittels eines Dispensers der dritte Reaktionspartner und/oder der vierte Reaktionspartner in die erste Kavität (300) eingebracht wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei auf die zweite Seite (80) der strukturierten Kontaktschicht (21) eine Schicht (345) eines Leitklebers aufgebracht wird, - wobei auf die Schicht (345) das optoelektronische Halbleiterbauelement (35) mit wenigstens einer ersten Kontaktfläche (110) aufgesetzt wird, oder - wobei auf einer ersten Kontaktfläche (110) des optoelektronischen Halbleiterbauelements (35) eine Schicht (345) eines Leitklebers aufgebracht wird, - wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement (35) mit der Schicht (345) auf die zweite Seite (80, 90) der Leitschicht (25, 26) aufgesetzt wird, - wobei der Leitkleber zur Ausbildung einer leitfähigen, elastischen Verbindungsschicht (145) ausgehärtet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Konversionsschicht (40) derart auf die elastische Trägerschicht (20) aufgebracht wird, dass zumindest ein Anschlussbereich (60) der Leitschicht (25, 26) auf einer der elastischen Trägerschicht (20) abgewandten Seite der Leitschicht (25, 26) unbedeckt von der Konversionsschicht (40) ist und das optoelektronische Halbleiterbauelement (35) vorzugsweise vollständig in die Konversionsschicht (40) eingebettet wird.
  10. Anordnung (10), vorzugsweise hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, - aufweisend eine elastische Trägerschicht (20), eine strukturierte Kontaktschicht (21), wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (35) und eine Konversionsschicht (40), - wobei die elastische Trägerschicht (20) einen elektrisch nichtleitenden, elastischen ersten Werkstoff (325) aufweist, - wobei die elastische Trägerschicht (20) mittels einer stoffschlüssigen Verbindung (71) mit einer ersten Seite (70) der strukturierten Kontaktschicht (21) verbunden ist, - wobei die strukturierte Kontaktschicht (21) einen elektrisch leitfähigen und elastischen zweiten Werkstoff (330) aufweist, - wobei auf einer zur ersten Seite (70) gegenüberliegenden zweiten Seite (80, 90) der strukturierten Kontaktschicht (21) die Leitschicht (25, 26) mit einer ersten Kontaktfläche (110) des optoelektronischen Halbleiterbauelements (35) elektrisch und mechanisch verbunden ist, - wobei in der Konversionsschicht (40) zumindest das optoelektronische Halbleiterbauelement (35) eingebettet ist und ein Anschlussbereich (60) der Leitschicht (25, 26) zur Kontaktierung der strukturierten Kontaktschicht (21) durch die Konversionsschicht (40) unbedeckt ist.
  11. Anordnung (10) nach Anspruch 10, - wobei die strukturierte Kontaktschicht (21) wenigstens eine erste Leitschicht (25) und eine zweite Leitschicht (26) aufweist, - wobei die zweite Leitschicht (26) versetzt zu der ersten Leitschicht (25) angeordnet ist, - wobei die elastische Trägerschicht (20) die erste Leitschicht (25) elektrisch von der zweiten Leitschicht (26) isoliert, - wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement (35) eine zweite Kontaktfläche (115) aufweist, - wobei die zweite Kontaktfläche (115) versetzt zu der ersten Kontaktfläche (110) angeordnet ist, - wobei die erste Kontaktfläche (110) mittels der elastischen Verbindungsschicht (145) mit der ersten Leitschicht (25) verbunden ist, - wobei die zweite Kontaktfläche (115) mechanisch und elektrisch mit der zweiten Leitschicht (26) verbunden ist.
  12. Anordnung (10) nach Anspruch 11, - wobei in der elastischen Trägerschicht (20) wenigstens eine erste Kavität (300) angeordnet ist, - wobei die erste Kavität (300), vorzugweise vollständig, mit der ersten Leitschicht (25) der strukturierten Kontaktschicht (21) verfüllt ist, - wobei die erste Kavität (300) einen Kavitätsboden (315) aufweist, - wobei der Kavitätsboden (315) die erste Kavität (300) fluidisch von einer der strukturierten Kontaktschicht (21) abgewandten Seite (55) der elastischen Trägerschicht (20) trennt, oder - wobei die erste Kavität (300) sich über eine gesamte Dicke der elastischen Trägerschicht (20) erstreckt und auf einer dem optoelektronischen Halbleiterbauelement (35) abgewandten Seite offen ist.
  13. Anordnung nach Anspruch 12, - wobei in der elastischen Trägerschicht (20) wenigstens eine zweite Kavität (305) angeordnet ist, - wobei die zweite Kavität (305) versetzt zu der ersten Kavität (300) angeordnet ist, - wobei zwischen der ersten Kavität (300) und der zweiten Kavität (305) ein Steg (310) der elastischen Trägerschicht (20) zur fluidischen Trennung der ersten Kavität (300) von der zweiten Kavität (305) angeordnet ist, - wobei die zweite Kavität (305), vorzugweise vollständig, mit der zweiten Leitschicht (26) der strukturierten Kontaktschicht (21) verfüllt ist.
  14. Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, - wobei die elastische Trägerschicht (20) eine Trägermatrix aufweist, wobei die Trägermatrix einen der folgenden elastischen ersten Werkstoffe (325) aufweist: - elastischen Kunststoff, - Silikon, - LRI-Silikon (LRI = low refractive index), - HRI-Silikon (HRI = high refractive index) - wobei die strukturierte Kontaktschicht (21) wenigstens einen der folgenden zweiten Werkstoffe (330) aufweist: - Silber, - vernetzten Leitkleber, - vernetzten Silberkleber, - Aluminium, - Stahl, - Gold, - Folienmaterial, - Silberfolie, - Stahlfolie, - Goldfolie, - Kupfer, - Nickel, - Zinn, - Kupferfolie, - Nickelfolie, - Zinnfolie, und/oder - wobei die elastische Verbindungsschicht (145) elektrisch leitfähig ist und eine weitere Trägermatrix aufweist, wobei die weitere Trägermatrix einen der folgenden elastischen weiteren Werkstoffe aufweist: - elastischen Kunststoff, - Silikon, - LRI-Silikon (LRI = low refractive index), - HRI-Silikon (HRI = high refractive index), - wobei der weitere Werkstoff und der erste Werkstoff identisch sind, - und/oder - wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement (35) eine LED oder eine Laserdiode umfasst. 15.Array (30) - aufweisend mehrere Anordnungen (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, - wobei die Anordnungen (10) über die elastischen Trägerschichten (20) der Anordnungen (10) einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sind, - wobei die optoelektronischen Halbleiterbauelemente (35) in einem vordefinierten Muster beabstandet zueinander angeordnet sind.
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