WO2013092894A1 - Verfahren zur herstellung einer leuchtdiode - Google Patents

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WO2013092894A1
WO2013092894A1 PCT/EP2012/076448 EP2012076448W WO2013092894A1 WO 2013092894 A1 WO2013092894 A1 WO 2013092894A1 EP 2012076448 W EP2012076448 W EP 2012076448W WO 2013092894 A1 WO2013092894 A1 WO 2013092894A1
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phosphor
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charged particles
particles
light
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Ion Stoll
Hailing Cui
Kirstin Petersen
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
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    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements

Definitions

  • Method for producing a light-emitting diode A method for producing a light-emitting diode is specified.
  • An object to be solved is to provide a method for producing a light-emitting diode, which can be carried out particularly economically.
  • a light-emitting diode chip is provided.
  • the light-emitting diode chip is, in particular, a light-emitting diode chip which emits UV radiation and / or blue light during operation.
  • the LED chip can, for example, on a III-V
  • Nitride compound semiconductor material based.
  • Light-emitting diode chip is suitable in operation, for example, for generating UV radiation and / or blue light.
  • a III-V compound semiconductor material has at least one element of the third main group such as B, Al, Ga, In, and a fifth main group element such as N, P, As.
  • the third main group such as B, Al, Ga, In
  • a fifth main group element such as N, P, As.
  • III-V compound semiconductor material means the group of binary, ternary or quaternary compounds which
  • nitride and phosphide compound semiconductors contain at least one element from the third main group and at least one element from the fifth main group,
  • nitride and phosphide compound semiconductors may also have, for example, one or more dopants and additional constituents.
  • Semiconductor layer sequence or at least a part thereof particularly preferably at least one provided for generating radiation active zone and / or a growth substrate wafer, a nitride compound semiconductor material, preferably
  • this material does not necessarily have a mathematically exact composition according to the above Have formula. Rather, it may, for example, one or more dopants and additional components
  • the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, N), even if these can be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances.
  • the LED chip has an outer surface that limits it to the outside. During operation of the light-emitting diode chip, at least part of the light generated in the LED chip occurs
  • Electromagnetic radiation through at least part of the outer surface is Electromagnetic radiation through at least part of the outer surface.
  • the LED chip can when deployed on a
  • Connection carrier such as a circuit board or a
  • Lead frame (English also leadframe) can be arranged.
  • the LED chip is mechanically and electrically connected to the connection carrier.
  • the connection carrier it is possible that not just a single LED chip, but two or more LED chips are provided.
  • the light-emitting diode chips are then constructed in a similar manner in particular, that is to say they emit during operation within the scope of the manufacturing tolerance
  • a cladding material for the light-emitting diode chip is provided.
  • the wrapping material is, in particular, a plastic material which is suitable for the light-emitting diode chip in the
  • the sheath material may be a silicone or a silicone-epoxy hybrid material.
  • the wrapping material is a glassy material, for example, the
  • Envelope material is provided in a liquid or viscous form.
  • the wrapping material may in particular be electrically insulating.
  • electrically charged particles of a first phosphor are provided.
  • the phosphor may be, for example, a ceramic phosphor such as one of the following phosphors: rare earth doped garnets, rare earth doped alkaline earth sulfides, rare earth doped thiogallates
  • Rare earth doped aluminates rare earth doped orthosilicates, rare earth doped chlorosilicates, metals of the rare earth metals rare earth-doped alkaline earth silicon nitrides, with
  • Rare earth metals doped aluminum oxynitrides, rare earth doped silicon nitrides, rare earth doped sialons.
  • Particularly suitable phosphors are garnets, aluminates, nitrides and mixtures of at least two of these
  • Phosphors For example, particles of the following phosphors can be used: (Y, Lu) 3 (AI, Ga) gO] _2: Ce ⁇ +, CaAlSiN 3: Eu 2+, (Ba, Sr) 2 Si 5 N 8: Eu 2+ ,
  • the phosphor is a so-called nano-phosphor in which particles of the phosphor have diameters between, for example
  • Nano-phosphors are for example in the document US
  • Quantum dots is formed. Suitable materials here are, for example, PbS or CdS. In particular, the
  • Quantum dots based on III-V or II-VI compound semiconductor materials Quantum dots based on III-V or II-VI compound semiconductor materials.
  • semiconductor material comprises at least one element of the second main group, such as Be, Mg, Ca, Sr, and a member of the sixth main group, such as
  • an II-VI compound semiconductor material comprises a binary, ternary or quaternary compound comprising at least one element from the second main group and at least one element from the sixth main group.
  • a binary, ternary or quaternary compound can also, for example, one or more dopants and additional ingredients
  • the II / VI compound semiconductor materials include: ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS, MgBeO.
  • the phosphor is in particular the so-called
  • Wavelength range is emitted from the phosphor, wherein the second wavelength range includes wavelengths that are greater than the first wavelength range.
  • the particles of the first phosphor are electrically charged. That is, the particles of the first phosphor carry, for example, a surface charge, which in the
  • Production of the phosphor can be produced or generated by post-treatment of the phosphor.
  • the charge can be generated by treating the particles with an acid.
  • the electrically charged particles of the phosphor can be scattered, for example, onto the wrapping material.
  • the electrically charged particles of the first phosphor mechanically with the
  • the light-emitting diode chip is enveloped by the cladding material.
  • the LED chip with the Envelope material to be encapsulated or overmoulded.
  • Phosphor in the wrapping material may before wrapping or after wrapping the LED chip with the
  • At least part of the electrically charged particles of the first phosphor are applied to at least part of the outer surface of the light-emitting diode chip by sedimentation of the particles in the covering material. That is, the
  • LED chip is arranged downstream relative to at least a portion of the particles of the first phosphor in the gravitational direction, so that due to the gravitational force acting on the particles, a drop in the particles, ie a
  • Sedimentation of the particles takes place in the direction of at least part of the outer surface of the LED chip.
  • the outer surface of the LED chip is the surface that limits the LED chip to the outside. In operation of the
  • LED chip generated electromagnetic radiation through at least part of the outer surface. At least part of the particles of the first phosphor is applied to this part of the outer surface of the LED chip.
  • the particles of the first phosphor are selected such that, during operation of the light-emitting diode chip, they generate at least part of the light chip generated by the LED chip during operation
  • the force is preferably directed at least partially in the direction of the outer surface of the LED chip. That is, the electrically charged particles of the first phosphor sink in the wrapping material in the direction of the light emitting diode chip not only due to their weight, but the sedimentation is promoted by the influence of an electric force on the electrically charged particles of the first phosphor.
  • sedimentation is accelerated by an electrostatic attraction between the particles of the phosphor and the outer surface of the LED chip.
  • the power is used specifically targeted. That is, measures are taken that an electric force supporting the sedimentation on the particles of the
  • Fluorescent acts.
  • the force acts in a preferred direction, for example in the direction of the outer surface of the
  • the method for producing a light-emitting diode comprises the following steps:
  • the LED chip is enveloped in such a way with the wrapping material, that the exposed outer surface of the
  • a light-emitting diode produced by means of the method described here is suitable, for example, for producing white light.
  • the light-emitting diode chip generates blue light during operation, for example. At least part of this blue light is converted into light of a different color by means of the particles of the first phosphor. The LED then emits in operation mixed light, which may be white light.
  • the particles of the phosphor preferably have a density which is greater than the density of the coating material. Because of your
  • light emitting diode chips comprising an electrically insulating support such as a sapphire or undoped silicon growth substrate. Furthermore, in the case of complex geometries of the light-emitting diode chip, if the light-emitting diode chip has, for example, undercuts, it may be disadvantageous that regions of the light-emitting diode chip which are shielded by the undercut do not coincide
  • At least part of the outer surface of the light-emitting diode chip is electrically charged before being enveloped by the cladding material, wherein the charge is electrically unlike the charge of the electrically charged particles of the first phosphor. That is, if the particles are negatively charged, for example, at least part of the outer surface of the
  • the outer surface of the light-emitting diode chip preferably comprises an electrically insulating material that can be charged electrically.
  • the electrically insulating material may be any electrically insulating material.
  • the passivation layer may be formed, for example, with silicon nitride and / or silicon dioxide.
  • the carrier is preferably a carrier for the
  • Semiconductor layers can epitaxially on the carrier
  • the carrier is then a growth substrate for the semiconductor layers of the
  • the growth substrate is separated from the semiconductor layers of the
  • the support is a growth substrate
  • the support may be formed, for example, with one of the following materials or may be made of one of the following materials: sapphire, SiC.
  • a carrier other than the growth substrate may be formed with a plastic material. Furthermore, it is possible that the carrier, the one of
  • Material such as AI2O3 or A1N is formed.
  • the light-emitting diode chip is combined with the cladding material in one
  • the Sedimentation of the phosphors in an external electric field which can be generated for example by two capacitor plates.
  • the light-emitting diode chip already enveloped by the cladding material is placed, for example, between the two capacitor plates.
  • the electric field is chosen such that an electric force on the
  • the electrical force is adjustable.
  • the setting of the electrical force is adjustable.
  • electrical force can be achieved by adjusting the voltage applied to the capacitor plates that produce the electric field. Further, the force can be changed by changing the distance of the plates
  • the electric force is proportional to the size of the charge of the particles, to be changed.
  • electrically charged particles of the first phosphor in addition to the electrically charged particles of the first phosphor, electrically charged particles of a second phosphor are provided and introduced into the cladding material.
  • the electrically charged particles of the second phosphor at least on average a
  • the electrically charged particles of the second phosphor are charged with the same name to the particles of the first phosphor.
  • the particles of the second phosphor are on average more charged, that is they carry a larger charge than the particles of the first phosphor.
  • Enveloping material may be introduced which carry the same or different charges as the particles of the first and / or the particles of the second phosphor.
  • a selection of the electrically charged particles of the first and the second phosphor is carried out by means of the electric field. Due to the different size of the charge carried by the two types of phosphor, sedimentation is faster for one type of phosphor, with the higher charge, than for the other type of phosphor. In this way, it is possible, for example, a layer structure of
  • the more highly charged phosphors form a first layer on the outer surface of the LED chip, the majority, ie more than 50%, this
  • a second layer of phosphors can be applied, which for the most part, ie more than 50%, comprises the weaker-charged particles.
  • a second layer of phosphors can be applied, which for the most part, ie more than 50%, comprises the weaker-charged particles.
  • Layer structure can be generated with the particles of the phosphors, wherein electrically charged particles of the first and the second phosphor in different from each other
  • Surface charge of the phosphors can be adjusted by treating the phosphors with acid or similar methods. In addition, the surface charge of the
  • FIGS 1A, 1B, 2 and 3 show schematic
  • connection carrier 91 is applied to a connection carrier 91 by means of a connecting material 6.
  • the LED chip 1 is at least mechanically fastened to the connection carrier 91.
  • the connection carrier 91 can be, for example, a printed circuit board or a leadframe to which the light-emitting diode chip 1 can also be electrically connected by means of the bonding material 6.
  • the connection carrier 91 is a temporary subcarrier to which the
  • the light-emitting diode chip 1 is arranged in a cavity 92, which serves as a container for a wrapping material 2 and for the light-emitting diode chip 1.
  • the cavity 92 may be a housing cavity in which the
  • the cavity 92 is formed by a temporary shape, after completion of the light-emitting diode, ie after completion of the
  • the carrier 11 is formed with an electrically insulating material.
  • the carrier 11 is a growth substrate, which consists for example of sapphire or Sic.
  • the semiconductor layers 12 are applied, in this case deposited epitaxially.
  • the semiconductor layers 12 comprise, for example, an active region in which electromagnetic radiation is generated, for example in the UV range or in the range of blue light, during operation of the light-emitting diode chip 1.
  • the LED chip 1 is in the cavity 92 of
  • Wrapping material 2 is, for example, a low-viscosity silicone.
  • the LED chip 1 is at its
  • electrically charged particles 31 of a first phosphor are mixed.
  • the electrically charged particles 31 carry a charge of the same name for charging on the outer surface 1a of the light-emitting diode chip 1.
  • an electric force 4 acts from the electrically charged particles 31 in the direction of the LED chip 1, in this case in particular in the direction of the carrier 11.
  • the sedimentation of the electrically charged particles 31 of the first phosphor is thus supported by the electric force 4.
  • a coating is carried out with the phosphor material.
  • the LED chip 1 is arranged in an electric field 5.
  • the electric field 5 is generated by two capacitor plates 9a, 9b, between which an electrical voltage is applied. Due to the
  • an electric force 4 acts on the charged particles 31 of the first phosphor.
  • the force 4 has a component in the direction of the weight force 7 and thus supports the sedimentation of the phosphor 31 in the wrapping material 2.
  • the lift 8 counteracts sedimentation, but in the present case is overcompensated by the weight force 7 and the electric force 4.
  • FIG. 2 shows the light-emitting diode chip 1 without electrically insulating carrier 11.
  • a support may be present and unlike the one described in connection with FIGS. 1A and 1B
  • charged particles 31 may be charged.
  • FIG. 3 In conjunction with the schematic sectional view of Figure 3, a further embodiment of a method described here is explained in detail. In contrast to the exemplary embodiment of FIG. 2, in the exemplary embodiment of FIG. 3 two different types of phosphor particles are introduced into the wrapping material. In the exemplary embodiment of FIG. 2, in the exemplary embodiment of FIG. 3 two different types of phosphor particles are introduced into the wrapping material. In the exemplary embodiment of FIG. 2, in the exemplary embodiment of FIG. 3 two different types of phosphor particles are introduced into the wrapping material. In the
  • Envelope material 2 is charged with electrically charged particles 31 of the first phosphor and electrically charged particles 32 of a second phosphor other than the first phosphor.
  • the electrically charged particles 32 of the second phosphor carry a larger one
  • the electrical force 42 on the particles 32 of the second phosphor is greater than the electrical force 41 on the particles 31 of the first
  • the particles 42 can therefore fall faster in the direction of the LED chip 1, so that first a layer of particles 32 of the second

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit den folgenden Schritten angegeben: Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips (1); Bereitstellen eines Umhüllungsmaterials (2) für den Leuchtdiodenchip (1); Bereitstellen von elektrisch geladenen Teilchen (31) eines ersten Leuchtstoffs; Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs in das Umhüllungsmaterial (2); Umhüllen des Leuchtdiodenchips (1) mit dem Umhüllungsmaterial (2); Aufbringen zumindest eines Teils der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs auf zumindest einen Teil einer Außenfläche (1a) des Leuchtdiodenchips (1) durch Sedimentation der Teilchen (31) im Umhüllungsmaterial (2); wobei die Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft (4) auf die elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs erfolgt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode angegeben .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode anzugeben, das besonders wirtschaftlich durchgeführt werden kann.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2011 056 813.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Leuchtdiodenchip bereitgestellt. Bei dem Leuchtdiodenchip handelt es sich insbesondere um einen Leuchtdiodenchip, der im Betrieb UV-Strahlung und/oder blaues Licht emittiert. Der Leuchtdiodenchip kann zum Beispiel auf einem III-V-
Verbindungs-Halbleitermaterial , insbesondere auf einem
Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial , basieren. Der
Leuchtdiodenchip ist im Betrieb beispielsweise zur Erzeugung von UV-Strahlung und/oder blauem Licht geeignet.
Ein III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, wie beispielsweise B, AI, Ga, In, und ein Element aus der fünften Hauptgruppe, wie beispielsweise N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der
Begriff "III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial" die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die
wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, beispielsweise Nitrid- und Phosphid-Verbindungshalbleiter . Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem zum Beispiel ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen.
"Auf Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass eine
Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest eine zur Strahlungserzeugung vorgesehene aktive Zone und/oder ein Aufwachssubstratwafer, ein Nitrid-Verbindungs-Halbleitermaterial , vorzugsweise
AlnGamIn]__n_mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 -S n < 1, 0 -S m < 1 und n+m < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile
aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Der Leuchtdiodenchip umfasst eine Außenfläche, die ihn nach außen begrenzt. Im Betrieb des Leuchtdiodenchips tritt zumindest ein Teil der im Leuchtdiodenchip erzeugten
elektromagnetischen Strahlung durch zumindest einen Teil der Außenfläche aus.
Der Leuchtdiodenchip kann beim Bereitstellen auf einem
Anschlussträger wie etwa einer Leiterplatte oder einem
Leiterrahmen (englisch auch Leadframe) angeordnet werden. Beispielsweise wird der Leuchtdiodenchip mechanisch und elektrisch leitend mit dem Anschlussträger verbunden. Ferner ist es möglich, dass nicht nur ein einzelner Leuchtdiodenchip, sondern zwei oder mehr Leuchtdiodenchips bereitgestellt werden. Die Leuchtdiodenchips sind dann insbesondere gleichartig aufgebaut, das heißt im Rahmen der Herstellungstoleranz emittieren sie im Betrieb
elektromagnetische Strahlung im gleichen Wellenlängenbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Umhüllungsmaterial für den Leuchtdiodenchip bereitgestellt. Bei dem Umhüllungsmaterial handelt es sich insbesondere um ein Kunststoffmaterial , das für vom Leuchtdiodenchip im
Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässig ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Umhüllungsmaterial um ein Silikon oder um ein Silikon- Epoxid-Hybridmaterial handeln. Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem Umhüllungsmaterial um ein glashaltiges Material handelt, beispielsweise handelt es sich bei dem
Umhüllungsmaterial dann um ein Sol-Gel-Material . Das
Umhüllungsmaterial wird in einer flüssigen oder zähflüssigen Form bereitgestellt. Das Umhüllungsmaterial kann insbesondere elektrisch isolierend sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden elektrisch geladene Teilchen eines ersten Leuchtstoffes bereitgestellt .
Bei dem Leuchtstoff kann es sich beispielsweise um einen keramischen Leuchtstoff wie einen der folgenden Leuchtstoffe handeln: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit
Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit
Metallen der seltenen Erden dotierte Oxynitride und mit
Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Sialone.
Besonders geeignete Leuchtstoffe sind Granate, Aluminate, Nitride und Mischungen von zumindest zwei dieser
Leuchtstoffe. Beispielsweise können Partikel der folgenden Leuchtstoffe zum Einsatz kommen: (Y, Lu) 3 (AI, Ga) gO]_2 : Ce^+ , CaAlSiN3 :Eu2+, (Ba, Sr) 2Si5N8 :Eu2+.
Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem Leuchtstoff um einen so genannten Nano-Leuchtstoff handelt, bei dem Partikel des Leuchtstoffs Durchmesser zwischen beispielsweise
wenigstens 1 nm und höchstens 100 nm aufweisen können. Nano- Leuchtstoffe sind zum Beispiel in der Druckschrift US
2009/0173957 beschrieben, die hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Ferner ist es möglich, dass der Leuchtstoff mit
Quantenpunkten gebildet ist. Geeignete Materialien sind hier beispielsweise PbS oder CdS . Insbesondere können die
Quantenpunkte auf III-V- oder II-VI-Verbindungs- Halbleitermaterialien basieren. Ein II-VI-Verbindungs-
Halbleitermaterial weist insbesondere wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe, wie beispielsweise Be, Mg, Ca, Sr, und ein Element aus der sechsten Hauptgruppe, wie
beispielsweise 0, S, Se, auf. Insbesondere umfasst ein II-VI- Verbindungs-Halbleitermaterial eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung, die wenigstens ein Element aus der zweiten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der sechsten Hauptgruppe umfasst. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile
aufweisen. Beispielsweise gehören zu den II/VI-Verbindungs- Halbleitermaterialien : ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS, MgBeO.
Der Leuchtstoff ist insbesondere zur so genannten
Abwärtskonversion geeignet. Das heißt, Primärstrahlung aus einem ersten Wellenlängenbereich wird vom Leuchtstoff
absorbiert und Sekundärstrahlung aus einem zweiten
Wellenlängenbereich wird vom Leuchtstoff emittiert, wobei der zweite Wellenlängenbereich Wellenlängen umfasst, die größer sind als der erste Wellenlängenbereich.
Die Teilchen des ersten Leuchtstoffs sind elektrisch geladen. Das heißt, die Teilchen des ersten Leuchtstoffs tragen beispielsweise eine Oberflächenladung, die bei der
Herstellung des Leuchtstoffes erzeugt werden kann oder durch Nachbehandlung des Leuchtstoffes erzeugt wird. Beispielsweise kann die Ladung durch Behandlung der Teilchen mit einer Säure erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die elektrisch geladenen Teilchen des ersten
Leuchtdiodenchips in das Umhüllungsmaterial eingebracht. Dazu können die elektrisch geladenen Teilchen des Leuchtstoffs beispielsweise auf das Umhüllungsmaterial aufgestreut werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes mechanisch mit dem
Umhüllungsmaterial vermischt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leuchtdiodenchip mit dem Umhüllungsmaterial umhüllt.
Beispielsweise kann der Leuchtdiodenchip mit dem Umhüllungsmaterial umgössen oder umspritzt werden. Das
Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen des ersten
Leuchtstoffes in das Umhüllungsmaterial kann vor dem Umhüllen oder nach dem Umhüllen des Leuchtdiodenchips mit dem
Umhüllungsmaterial erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Teil der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs auf zumindest einen Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips durch Sedimentation der Teilchen im Umhüllungsmaterial aufgebracht. Das heißt, der
Leuchtdiodenchip ist relativ zu zumindest einem Teil der Teilchen des ersten Leuchtstoffes in Gravitationsrichtung nachgeordnet, so dass aufgrund der auf die Teilchen wirkenden Gewichtskraft ein Absinken der Teilchen, also eine
Sedimentation der Teilchen, in Richtung zumindest eines Teils der Außenfläche des Leuchtdiodenchips erfolgt. Die
Außenfläche des Leuchtdiodenchips ist jene Fläche, die den Leuchtdiodenchip nach außen begrenzt. Im Betrieb des
Leuchtdiodenchips tritt zumindest ein Teil der im
Leuchtdiodenchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch zumindest einen Teil der Außenfläche aus. Zumindest ein Teil der Teilchen des ersten Leuchtstoffes wird auf diesen Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips aufgebracht.
Die Teilchen des ersten Leuchtstoffes sind derart gewählt, dass sie im Betrieb des Leuchtdiodenchips zumindest einen Teil der vom Leuchtdiodenchip im Betrieb erzeugten
elektromagnetischen Strahlung absorbieren. Nachfolgend emittieren die Teilchen elektromagnetische Strahlung aus einem anderen Wellenlängenbereich. Die Sedimentation der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes erfolgt unter Einfluss einer
elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes. Die Kraft ist vorzugsweise zumindest teilweise in Richtung der Außenfläche des Leuchtdiodenchips gerichtet. Das heißt, die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes sinken im Umhüllungsmaterial in Richtung des Leuchtdiodenchips nicht nur aufgrund ihrer Gewichtskraft, sondern die Sedimentation wird durch den Einfluss einer elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes unterstützt. Insgesamt wird die
Sedimentation also beispielsweise durch eine elektrostatische Anziehung zwischen den Teilchen des Leuchtstoffes und der Außenfläche des Leuchtdiodenchips beschleunigt. Die Kraft wird dabei insbesondere gezielt eingesetzt. Das heißt, es werden Maßnahmen ergriffen, dass eine, die Sedimentation unterstützende, elektrische Kraft auf die Teilchen des
Leuchtstoffs wirkt. Die Kraft wirkt in einer Vorzugsrichtung, zum Beispiel in Richtung der Außenfläche des
Leuchtdiodenchips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode die folgenden Schritte :
- Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips,
- Bereitstellen eines Umhüllungsmaterials für den
Leuchtdiodenchip,
- Bereitstellen von elektrisch geladenen Teilchen eines ersten Leuchtstoffs,
- Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs in das Umhüllungsmaterial,
- Umhüllen des Leuchtdiodenchips mit dem Umhüllungsmaterial, - Aufbringen zumindest eines Teils der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes auf zumindest einen Teil einer Außenfläche des Leuchtdiodenchips durch Sedimentation der Teilchen im Umhüllungsmaterial, wobei
- die Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs erfolgt .
Der Leuchtdiodenchip wird derart mit dem Umhüllungsmaterial umhüllt, dass die freiliegende Außenfläche des
Leuchtdiodenchips, also beispielsweise der Teil der
Außenfläche, der nicht vom Anschlussträger bedeckt ist, auf dem der Leuchtdiodenchip aufgebracht ist, stoffschlüssig den Leuchtdiodenchip bedeckt. Das Umhüllungsmaterial befindet sich dann beispielsweise in direktem Kontakt mit der
Außenfläche des Leuchtdiodenchips und folgt der Form der Außenfläche des Leuchtdiodenchips nach.
Eine mittels des hier beschriebenen Verfahrens hergestellte Leuchtdiode eignet sich beispielsweise zur Erzeugung von weißem Licht. Dazu erzeugt der Leuchtdiodenchip im Betrieb beispielsweise blaues Licht. Zumindest ein Teil dieses blauen Lichts wird mit Hilfe der Teilchen des ersten Leuchtstoffes in Licht anderer Farbe umgewandelt. Die Leuchtdiode emittiert dann im Betrieb Mischlicht, bei dem es sich um weißes Licht handeln kann.
Beim hier beschriebenen Verfahren weisen die Teilchen des Leuchtstoffs vorzugsweise eine Dichte auf, die größer ist als die Dichte des Umhüllungsmaterials. Aufgrund ihrer
Gewichtskraft sinken die Teilchen des Leuchtstoffes in
Richtung des Leuchtdiodenchips ab. Ohne eine zusätzlich wirkende elektrische Kraft kann es zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Teilchen um den Leuchtdiodenchip herum kommen. Beispielsweise können Kanten des Leuchtdiodenchips im
Vergleich zu den Durchmessern der Teilchen klein sein. Dies führt dazu, dass die Teilchen beim Absinken ohne den Einfluss einer elektrischen Kraft, die unmittelbar auf eine Kante des Leuchtdiodenchips treffen, an der Kante herabsinken und der Leuchtdiodenchip daher nicht mit einer gleichmäßig dicken Schicht aus Teilchen des Leuchtstoffes bedeckt wird. Dies kann bei der derart hergestellten Leuchtdiode zu einem ungleichmäßigen Farbbild des im Betrieb abgestrahlten Lichts führen. Beispielsweise emittiert die Leuchtdiode dann unter bestimmten Winkeln sichtbar blaues Licht (so genanntes "blue piping") . Dies kann sich als besonders nachteilig
herausstellen, bei Leuchtdiodenchips, die einen elektrisch isolierenden Träger wie beispielsweise ein Aufwachssubstrat aus Saphir oder undotiertem Silizium umfassen. Ferner kann es sich bei komplexen Geometrien des Leuchtdiodenchips, wenn der Leuchtdiodenchip beispielsweise Hinterschneidungen aufweist, als nachteilig erweisen, dass durch die Hinterschneidung abgeschirmte Bereiche des Leuchtdiodenchips nicht mit
sedimentierten Teilchen des Leuchtstoffes bedeckt werden. Ferner führt ein Absinken der Teilchen ohne Unterstützung einer elektrischen Kraft zu einer langsamen Prozessführung, die wenig wirtschaftlich ist.
Beim hier beschriebenen Verfahren wird die Sedimentation der Teilchen des ersten Leuchtstoffes durch die elektrische Kraft beschleunigt. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit des
Verfahrens .
Nach dem Abschluss der Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft auf die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes kann ein Aushärten des Umhüllungsmaterials beispielsweise mittels UV-Strahlung und/oder Erwärmen erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips vor dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial elektrisch geladen, wobei die Ladung elektrisch ungleichnamig zur Ladung der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes ist. Das heißt, sind die Teilchen beispielsweise negativ geladen, so wird zumindest ein Teil der Außenfläche des
Leuchtdiodenchips elektrisch positiv aufgeladen. Dazu umfasst die Außenfläche des Leuchtdiodenchips vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Material, dass elektrisch aufgeladen werden kann.
Bei dem elektrisch isolierenden Material kann es sich
beispielsweise um einen Träger des Leuchtdiodenchips und/oder eine Passivierungsschicht des Leuchtdiodenchips handeln. Die Passivierungsschicht kann beispielsweise mit Siliziumnitrid und/oder Siliziumdioxid gebildet sein. Bei dem Träger handelt es sich vorzugsweise um einen Träger für die
Halbleiterschichten des Leuchtdiodenchips. Die
Halbleiterschichten können epitaktisch auf den Träger
abgeschieden sein. Bei dem Träger handelt es sich dann um ein Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichten des
Leuchtdiodenchips. Darüber hinaus ist es möglich, dass das Aufwachssubstrat von den Halbleiterschichten des
Leuchtdiodenchips entfernt ist und der Träger sich vom
Aufwachssubstrat des Leuchtdiodenchips unterscheidet. Handelt es sich bei dem Träger um ein Aufwachssubstrat , so kann der Träger beispielsweise mit einem der folgenden Materialien gebildet sein oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Saphir, SiC. Ein Träger, der vom Aufwachssubstrat verschieden ist, kann beispielsweise mit einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Ferner ist es möglich, dass der Träger, der von einem
Aufwachssubstrat verschieden ist, mit einem keramischen
Material wie AI2O3 oder A1N gebildet ist.
Aufgrund der Tatsache, dass zumindest ein Teil der
Außenfläche des Leuchtdiodenchips elektrisch geladen ist, zieht dieser Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips die elektrisch ungleichnamig geladenen Teilchen des Leuchtstoffes an. Auf diese Weise ist es möglich, dass auch kompliziert ausgeformte Außenflächen, die beispielsweise eine
Hinterschneidung aufweisen, mit den Teilchen des
Leuchtstoffes beschichtet, insbesondere gleichmäßig
beschichtet, werden. In diesem Fall ist es sogar möglich, dass sich ein Teil der Teilchen des Leuchtstoffes entgegen ihrer Gewichtskraft in Richtung der elektrisch geladenen Außenfläche des Leuchtdiodenchips bewegt. So können
Hinterschneidungen, die in Gravitationsrichtung von einem Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips abgeschirmt werden, mit elektrisch geladenen Teilchen des Leuchtstoffes beschichtet werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leuchtdiodenchip mit dem Umhüllungsmaterial in einem
elektrischen Feld angeordnet, woraus die elektrische Kraft aus der Wechselwirkung der elektrischen Ladung der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes und dem
elektrischen Feld resultiert, wobei die elektrische Kraft zumindest für manche der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffs eine Komponente in Richtung des
Leuchtdiodenchips aufweist. Mit anderen Worten, erfolgt die Sedimentation der Leuchtstoffe in einem äußeren elektrischen Feld, das beispielsweise durch zwei Kondensatorplatten erzeugt werden kann. Der bereits mit dem Umhüllungsmaterial umhüllte Leuchtdiodenchip wird zum Beispiel zwischen die beiden Kondensatorplatten gesetzt. Das elektrische Feld wird derart gewählt, dass eine elektrische Kraft auf die
elektrisch geladenen Teilchen des Leuchtstoffes ausgeübt wird, welche beispielsweise in die gleiche Richtung wie die Gewichtskraft, die auf die Teilchen des Leuchtstoffes wirkt, zeigt. Hierbei ist es zusätzlich möglich, dass zumindest ein Teil der Außenfläche des Leuchtdiodenchips vor dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial elektrisch geladen wird, wobei die Ladung elektrisch ungleichnamig zur Ladung der elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes ist. Das heißt, neben der durch das elektrische Feld vermittelten
elektrischen Kraft auf die Teilchen des Leuchtstoffes kann eine elektrostatische Anziehungskraft zwischen den Teilchen des Leuchtstoffes und der elektrisch geladenen Außenfläche des Leuchtdiodenchips vorhanden sein. Auf diese Weise ist eine besonders schnelle Sedimentation der elektrisch
geladenen Teilchen des Leuchtstoffes möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die elektrische Kraft einstellbar. Die Einstellung der
elektrischen Kraft kann beispielsweise über die Einstellung der Spannung, die an den Kondensatorplatten, welche das elektrische Feld erzeugen, anliegt, erfolgen. Ferner kann die Kraft durch eine Abänderung des Abstandes der Platten
verändert werden. Insgesamt gilt, dass die elektrische Kraft proportional ist zur Größe der Ladung der Teilchen, zur
Spannung und umgekehrt proportional zum Abstand der Platten ist . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zusätzlich zu den elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes elektrisch geladene Teilchen eines zweiten Leuchtstoffes bereitgestellt und in das Umhüllungsmaterial eingebracht. Hierbei können die elektrisch geladenen Teilchen des zweiten Leuchtstoffes zumindest im Mittel eine
unterschiedlich große Ladung wie die elektrisch geladenen Teilchen des ersten Leuchtstoffes tragen. Die elektrisch geladenen Teilchen des zweiten Leuchtstoffes sind gleichnamig zu den Teilchen des ersten Leuchtstoffes geladen.
Beispielsweise sind die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes im Mittel stärker geladen, das heißt sie tragen eine größere Ladung, als die Teilchen des ersten Leuchtstoffes.
Beispielsweise sind sowohl die Teilchen des ersten
Leuchtstoffes als auch die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes negativ geladen. Das heißt, die elektrische Kraft, die auf die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes wirkt, ist
beispielsweise größer als die elektrische Kraft, die auf die Teilchen des ersten Leuchtstoffes wirkt. Darüber hinaus ist es möglich, dass Teilchen weiterer Leuchtstoffe in das
Umhüllungsmaterial eingebracht werden, die gleichgroße oder andere Ladungen wie die Teilchen des ersten und/oder die Teilchen des zweiten Leuchtstoffes tragen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt mittels des elektrischen Feldes eine Selektion der elektrisch geladenen Teilchen des ersten und des zweiten Leuchtstoffes. Aufgrund der unterschiedlichen Größe der Ladung, die die beiden Leuchtstoffarten tragen, erfolgt die Sedimentation für die eine Leuchtstoffart , mit der höheren Ladung, schneller als für die andere Leuchtstoffart . Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, einen Schichtaufbau der
unterschiedlichen Leuchtstoffe herbeizuführen. So können beispielsweise die stärker geladenen Leuchtstoffe eine erste Schicht auf der Außenfläche des Leuchtdiodenchips ausbilden, die größtenteils, also zu mehr als 50 %, diese
Leuchtstoffteilchen umfasst. Auf dieser ersten Schicht kann eine zweite Schicht von Leuchtstoffen aufgebracht sein, die größtenteils, also zu mehr als 50 %, die schwächer geladenen Teilchen umfasst. Trotz gemeinsamer Sedimentation in der gleichen Umhüllungsmasse kann auf diese Weise also ein
Schichtaufbau mit den Teilchen der Leuchtstoffe erzeugt werden, wobei elektrisch geladene Teilchen des ersten und des zweiten Leuchtstoffes in voneinander unterschiedlichen
Schichten auf der Außenfläche des Leuchtdiodenchips
abgeschieden sind. Die Ladung der Leuchtstoffe, insbesondere die
Oberflächenladung der Leuchtstoffe, kann durch Behandlung der Leuchtstoffe mit Säure oder ähnlichen Verfahren eingestellt werden. Darüber hinaus kann die Oberflächenladung der
Teilchen der Leuchtstoffe durch das Umhüllungsmaterial oder elektrolytische Zusatzstoffe zum Umhüllungsmaterial
beeinflusst werden. Unterschiedliche Leuchtstoffe können auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden.
Im Folgenden wird das hier beschriebene Verfahren zur
Herstellung einer Leuchtdiode anhand von
Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figuren 1A, 1B, 2 und 3 zeigen schematische
Schnittdarstellungen, anhand derer das hier
beschriebene Verfahren näher erläutert ist. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
In Verbindung mit der Figur 1A ist ein erstes
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein
Leuchtdiodenchip 1 auf einen Anschlussträger 91 mittels eines Verbindungsmaterials 6 aufgebracht. Der Leuchtdiodenchip 1 ist zumindest mechanisch am Anschlussträger 91 befestigt. Bei dem Anschlussträger 91 kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte oder einen Leiterrahmen handeln, an dem der Leuchtdiodenchip 1 mittels dem Verbindungsmaterial 6 auch elektrisch leitend angeschlossen sein kann. Darüber hinaus ist es möglich, dass es sich bei dem Anschlussträger 91 um einen temporären Hilfsträger handelt, an dem der
Leuchtdiodenchip 1 lediglich zeitweise zur weiteren
Verarbeitung aufgebracht ist.
Vorliegend ist der Leuchtdiodenchip 1 in einer Kavität 92 angeordnet, die als Behälter für ein Umhüllungsmaterial 2 sowie für den Leuchtdiodenchip 1 dient. Bei der Kavität 92 kann es sich um eine Gehäusekavität handeln, in der der
Leuchtdiodenchip auch nach Abschluss des Verfahrens
angeordnet bleibt. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Kavität 92 durch eine temporäre Form gebildet ist, die nach Fertigstellung der Leuchtdiode, also nach Abschluss des
Verfahrens, entfernt wird. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 umfasst der
Leuchtdiodenchip 1 einen Träger 11. Der Träger 11 ist mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Vorliegend handelt es sich bei dem Träger 11 um ein Aufwachssubstrat , das beispielsweise aus Saphir oder Sic besteht. Auf den
Träger 11 sind die Halbleiterschichten 12 aufgebracht, vorliegend epitaktisch abgeschieden. Die Halbleiterschichten 12 umfassen beispielsweise einen aktiven Bereich, in dem im Betrieb des Leuchtdiodenchips 1 elektromagnetische Strahlung beispielsweise im UV-Bereich oder im Bereich von blauem Licht erzeugt wird.
Der Leuchtdiodenchip 1 ist in der Kavität 92 vom
Umhüllungsmaterial 2 stoffschlüssig umhüllt. Bei dem
Umhüllungsmaterial 2 handelt es sich beispielsweise um ein niedrig viskoses Silikon.
Für das Verfahren wird der Leuchtdiodenchip 1 an seiner
Außenfläche la, vorliegend im Bereich des elektrisch
isolierenden Trägers 11, positiv elektrisch aufgeladen. Diese Aufladung erfolgt beispielsweise vor Einbringung des
Umhüllungsmaterials in die Kavität 92.
In das Umhüllungsmaterial 2 sind elektrisch geladene Teilchen 31 eines ersten Leuchtstoffes gemischt. Die elektrisch geladenen Teilchen 31 tragen eine ungleichnamige Ladung zur Ladung an der Außenfläche la des Leuchtdiodenchips 1.
Aufgrund dieser ungleichnamigen Ladung wirkt eine elektrische Kraft 4 von den elektrisch geladenen Teilchen 31 in Richtung des Leuchtdiodenchips 1, vorliegend insbesondere in Richtung des Trägers 11. Die Sedimentation der elektrisch geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes wird also durch die elektrische Kraft 4 unterstützt. Insgesamt kann auf diese Weise eine besonders gleichmäßige Beschichtung des Leuchtdiodenchips mit den Teilchen des Leuchtstoffes
erfolgen. Insbesondere auch an Kanten des Leuchtdiodenchips erfolgt eine Beschichtung mit dem Leuchtstoffmaterial .
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1A weist der Träger 11 im Ausführungsbeispiel der Figur 1B eine
Hinterschneidung lb. Aufgrund der elektrischen Kraft 4 folgt auch im Bereich dieser Hinterschneidung eine Beschichtung mit elektrisch geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes, da die Kraft 4 dort der Gewichtskraft 7 auf die Teilchen 31 entgegenwirkt .
In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. In diesem
Ausführungsbeispiel ist der Leuchtdiodenchip 1 in einem elektrischen Feld 5 angeordnet. Das elektrische Feld 5 wird durch zwei Kondensatorplatten 9a, 9b erzeugt, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist. Aufgrund des
elektrischen Feldes 5 wirkt eine elektrische Kraft 4 auf die geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes. Die Kraft 4 hat eine Komponente in Richtung der Gewichtskraft 7 und unterstützt damit die Sedimentation des Leuchtstoffes 31 im Umhüllungsmaterial 2. Der Auftrieb 8 wirkt der Sedimentation entgegen, wird vorliegend jedoch durch die Gewichtskraft 7 und die elektrische Kraft 4 überkompensiert.
In der Figur 2 ist der Leuchtdiodenchip 1 ohne elektrisch isolierenden Träger 11 dargestellt. Ein solcher Träger kann jedoch vorhanden sein und wie in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B beschrieben ungleichnamig zu den elektrisch
geladenen Teilchen 31 aufgeladen sein. In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind im Ausführungsbeispiel der Figur 3 in das Umhüllungsmaterial zwei unterschiedliche Arten von Leuchtstoffteilchen eingebracht. In das
Umhüllungsmaterial 2 sind elektrisch geladene Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffs und elektrisch geladene Teilchen 32 eines zweiten Leuchtstoffs, der vom ersten Leuchtstoff verschieden ist, eingebracht. Vorliegend tragen die elektrisch geladenen Teilchen 32 des zweiten Leuchtstoffes eine größere
elektrische Ladung als die elektrisch geladenen Teilchen 31 des ersten Leuchtstoffes. Dadurch ist die elektrische Kraft 42 auf die Teilchen 32 des zweiten Leuchtstoffes größer als die elektrische Kraft 41 auf die Teilchen 31 des ersten
Leuchtstoffes. Die Teilchen 42 können daher schneller in Richtung des Leuchtdiodenchips 1 absinken, so dass sich zunächst eine Schicht mit Teilchen 32 des zweiten
Leuchtstoffes ausbilden kann, die hauptsächlich diese
Leuchtstoffteilchen umfasst. Auf diese Schicht wird dann eine Schicht 31 mit Teilchen des ersten Leuchtstoffes aufgebracht, die hauptsächlich Teilchen des ersten Leuchtstoffes 31 umfasst. Mit Hilfe des hier beschriebenen Verfahrens kann also noch während der Sedimentation der Leuchtstoffe eine
Selektion der einzelnen unterschiedlichen Leuchtstoffarten in unterschiedliche Schichten erfolgen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Leuchtdiodenchips (1),
- Bereitstellen eines Umhüllungsmaterials (2) für den
Leuchtdiodenchip (1),
- Bereitstellen von elektrisch geladenen Teilchen (31) eines ersten Leuchtstoffs,
- Einbringen der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs in das Umhüllungsmaterial (2),
- Umhüllen des Leuchtdiodenchips (1) mit dem
Umhüllungsmaterial (2),
- Aufbringen zumindest eines Teils der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs auf zumindest einen
Teil einer Außenfläche (la) des Leuchtdiodenchips (1) durch Sedimentation der Teilchen (31) im Umhüllungsmaterial (2), wobei
- die Sedimentation unter Einfluss einer elektrischen Kraft (4) auf die elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten
Leuchtstoffs erfolgt.
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei nach dem Abschluss der Sedimentation der Teilchen (31) ein Aushärten des Umhüllungsmaterials (2) mittels UV- Strahlung und/oder Erwärmen erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Leuchtdiodenchip (1) mit dem Umhüllungsmaterial (2) in einem elektrischen Feld (5) angeordnet wird, so dass die elektrische Kraft (4) aus der Wechselwirkung der elektrischen Ladung der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs und dem elektrischen Feld (5) resultiert, wobei die elektrische Kraft (4) zumindest für manche der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs eine
Komponente in Richtung des Leuchtdiodenchips (1) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei zumindest ein Teil der Außenfläche (la) des
Leuchtdiodenchips (1) vor dem Umhüllen mit dem
Umhüllungsmaterial (2) elektrisch geladen wird, wobei die Ladung elektrisch ungleichnamig zur Ladung der elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs ist.
5. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei der elektrisch geladene Teil der Außenfläche (la) des Leuchtdiodenchips (1) mit einem elektrisch isolierenden
Material gebildet ist.
6. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei es sich bei dem elektrisch isolierenden Material um einen Träger (11) für Halbleiterschichten (12) des
Leuchtdiodenchips (1) handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
wobei es sich bei dem elektrisch isolierenden Material um ein Kunststoffmaterial handelt.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die elektrische Kraft (4) einstellbar ist.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei elektrisch geladene Teilchen (32) eines zweiten
Leuchtstoffs bereitgestellt werden und in das
Umhüllungsmaterial (2) eingebracht wird, wobei die elektrisch geladenen Teilchen (32) des zweiten Leuchtstoffs und die elektrisch geladenen Teilchen (31) des ersten Leuchtstoffs gleichnamig geladen sind und zumindest im Mittel
unterschiedlich große Ladungen tragen.
10. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei mittels des elektrischen Feldes (5) eine Selektion der elektrisch geladenen Teilchen (31, 32) des ersten und des zweiten Leuchtstoffs erfolgt.
11. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei elektrisch geladenen Teilchen (31, 32) des ersten und des zweiten Leuchtstoffs in voneinander unterschiedlichen Schichten auf der Außenfläche (la) des Leuchtdiodenchips (1) abgeschieden werden.
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