WO2014016214A1 - Verfahren zum belegen einer oberfläche mit leuchtstoff - Google Patents

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WO2014016214A1
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phosphor
filler
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volatile
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Matthias LOSTER
Gertrud KRÄUTER
Gregory Bellynck
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Osram Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder

Definitions

  • the invention relates to a method for covering a surface with phosphor, the method comprising at least covering the surface with a matrix material which comprises particles of the phosphor as filler.
  • the invention also relates to a device produced in this way.
  • the invention is particularly applicable to conversion LEDs and LED modules.
  • phosphors are mainly brought in a silicon matrix on LED chips. This is done either by a large-scale encapsulation with a filled with phosphor particles silicone or by applying platelets containing phosphor particles in a silicone matrix.
  • silicone as the matrix material, there is the disadvantage that silicone has a relatively high heat resistance and consequently the phosphor particles are only poorly thermally bondable and heatable within the silicone. Moreover, it follows during the curing of the silicone sedimentation of the phosphor particles, so that de ⁇ ren density across the thickness of the resulting phosphor gradually changes (in silicon) layer.
  • the object is achieved by a method for covering a surface with phosphor, the method comprising at least the following step: covering the surface with a matrix material which comprises particles of the phosphor as filler material, wherein the matrix material is a volatile matrix material.
  • This method has the advantage that it is applicable to many un ⁇ ter Kunststofferie surfaces, for example on electrically conductive and electrically non-conductive surfaces.
  • by volatilizing the matrix material can be a
  • the volatilization of the matrix material causes a compaction of the non-volatile filler and thus a dense packing of the phosphor particles.
  • the phosphor of the phosphor layer is now directly (and no longer only within the matrix material) on the surface, resulting in a very good heat transfer and a very low thermal resistance between the phosphor and the surface. This is particularly advantageous for the heating of the phosphor, for example if the surface is a surface of a heat sink or another heat sink.
  • the amount of phosphor used can be finely dosed.
  • a phosphor or more un ⁇ teretzliche phosphors can be present which as convert the primary light into secondary light of different Wel ⁇ lenate beispiels-.
  • the volatile matrix material is a flowable matrix material. This allows a simple surface covering even larger surfaces. If the surface to be covered has a defined edge contour , the filled (ie in particular provided with the at least one filler material) matrix material is filled, for example, into a mold having the desired edge contour.
  • the matrix material is a liquid matrix material. This opens up a variety of more versatile, easy to use, cheaper and more general available matrix materials. The volatilization happens here by evaporation.
  • the liquid matrix material comprises water, alcohol and / or acetic acid esters, in particular butyl acetate, and / or derivatives thereof.
  • the liquid matrix material is a solvent, in particular a protic or aprotic solvent.
  • liquid matrix material is organic
  • the liquid has Mat- rixmaterial alcohol (s) or, particularly Etha ⁇ nol and / or isopropanol.
  • s Mat- rixmaterial alcohol
  • Etha ⁇ nol and / or isopropanol Among other things, alcohol has the advantage of a slight volatilization.
  • liquid matrix material comprises acetic acid ester, in particular butyl acetate.
  • the listed matrix materials can be used pure or mixed, especially as solutions.
  • derivatives of the listed matrix materials may additionally or alternatively be used.
  • the matrix materials are not limited to the described material selection and may be e.g. also include acetone.
  • the matrix material is a solid matrix material.
  • This may mean in particular the solid matrix material has solid basic components .
  • a solid matrix material may be present as a flowable powder. The volatilization happens here by sublimation.
  • a proportion of the luminescent ⁇ material between 10 wt .-% and 40 wt .-%, in particular zwi ⁇ 's 15 wt .-% and 30 wt .-%, in particular of about 20 wt. is.
  • the matrix material additionally comprises at least one further volatile or nonvolatile filler. Thereby, a formation and / or property of the phosphor layer can be improved.
  • At least one further filling ⁇ material serves as a dispersing aid. This improves application to the surface.
  • At least one further, in particular non-volatile filler serves as licht thankssi ⁇ ges (transparent or diffusely scattering) filler. This can give the advantage of a higher light output.
  • At least one further, in particular non-volatile, filler serves as a binder.
  • a more mechanically stable and / or smoother phosphor layer can be provided.
  • At least one further, in particular non-volatile, filler serves as heat-conducting agent. This further improves a thermal conductivity of the light ⁇ fabric layer.
  • Such a further filler may in particular have a higher thermal conductivity than the phosphor.
  • a filler may have one or more of the above functions.
  • a filler may be both transparent and highly thermally conductive.
  • the further filler particles of an optical ceramic in particular Aluminiumoxy ⁇ nitride having.
  • An optical ceramic has the advantages of being both mechanically resistant, transparent and highly thermally conductive.
  • a possible such optical ceramic may for example comprise or be aluminum oxynitride, eg "ALON C".
  • one part by weight of non-volatile further filler may be in the range of one part by weight of the phosphor.
  • the filled matrix mate rial ⁇ is applied by casting, Aufdispergieren, spraying or printing to the surface. These are simple, inexpensive and reliable application methods that allow you to precisely adjust the material to be applied.
  • the light emitted from the phosphor layer may thus be shaped.
  • the phosphor layer may be applied to the phosphor layer, a lens made of transparent silicone.
  • the object is also achieved by a device with at least ⁇ least an area covered with the phosphor surface, wherein the phosphor has been applied as described above by means of a method.
  • This apparatus allows the same advantages as the method and may be analog.
  • the device is a semiconductor light source chip and the at least one surface has at least one emitter surface of the semiconductor light source chip. So can provide a simple way convergence ⁇ sion arrangement.
  • the semiconductor light source chip may in particular be an LED chip, for example a "bare die” chip or nude chip.
  • the semiconductor light source chip is a surface emitting semiconductor light source chip, in particular an LED chip.
  • a surface-emitting LED chip is available, for example, as an Indium-Gallium-Nitride-based thin-film chip from the type "ThinGaN" from Osram Opto Semiconductors, where the largely homogeneous layer thickness of the phosphor layer produced on the particularly planar emitter surface can be achieved with simple means a homogeneous color distribution of the mixed light can be achieved.
  • a simple variation of the sum of the color location is ER by means of a variation of the thickness of the phosphor layer enables, due to the complete lack of far ⁇ Leuchtstoffgradienten over the thickness of the phosphor layer.
  • the device has a plurality of semiconductor light source chips.
  • these semiconductor light source chips can rest on a common substrate, as a result of which the device can in particular also be an LED module.
  • the semiconductor light source chips can in particular be individually assignable to the filled matrix material, for example by arranging in respective trough-shaped Reception areas and filling the receiving areas with the filled matrix material.
  • the device is a lighting device and the surface is a remote phosphor surface which can be applied by a semiconductor light source.
  • a remote phosphor surface a surface can be understood, in particular, which is arranged at a distance from a light source ⁇ , in particular semiconductor light source such as a diode laser or a LED ⁇ .
  • the upper surface can ⁇ in particular a part of a reflector depicting ⁇ len.
  • Fig.l shows a sectional view in side view a
  • Fig.l shows thereof a flow of a method for allocating a surface 1 of a surface-emitting LED chips 2 (eg, a ThinGaN chips) with phosphor or particles ( "luminescent material particles ⁇ " 3).
  • the LED chip 2 radiates on its surface 1 primary light, for example, blue primary light.
  • a material mixture ( "filled matrix material") is added water 5 as a matrix material, and luminescent material particles 3 as a filler material onto the surface 1 of the LED chip 2 by means of a dispersing device 4 and covers the ⁇ se. It is a proportion of the fluorescent particles 3 on the material mixture 3, 5 in particular between 15 and 30 wt .-%.
  • the phosphor particles 3 can (at least partially) convert to them incident primary light into secondary light, for example in yellow secondary light.
  • the water 5 volatilizes or vaporizes over a certain period of time t, which can be shortened by a heat treatment in an environment with an elevated temperature T.
  • the fluorescent layer 6 has a substantially homogeneous ne density and height, whereby during operation of the LED chips 2 a at a free surface 7, the fluorescent layer 6 ⁇ generated, teilkonvertATORs white or yellow ⁇ blue mixed light M having a very good color homogeneity.
  • 2 shows a sectional side view of a
  • FIG. 11 Sketch of a light module 11 with two LED chips 2.
  • the LED chips 2 are located in a respective trough-shaped receptacle 12 of a carrier 13 of the light module 11.
  • matrix material or a material mixture 3 5, 14th been introduced.
  • the material mixture now has isopropanol 14 as a liquid, volatile matrix material in which the phosphor particles 3 with about 20 wt .-% and additional particles of aluminum oxynitride 15 with about 20 wt .-% are introduced as a filler.
  • the translucent aluminum oxynitride 15 serves both as a dispersing aid and as a heat transfer agent.
  • 3 shows the lighting module 11, wherein now the isopropanol 14 has volatilized.
  • the carrier 13 as a heat sink, for example, serves as bankssp Rud stresses or as a heat sink, may be in the phosphor layer 16 by the gene conversion Wellenlän ⁇ generated Stokes heat due to the Aluminiumo- xynitrids 15 are particularly effectively dissipated.
  • the phosphor layer 16 may be covered with a transparent covering layer 17, for example of silicone, for example for its protection.

Abstract

Das Verfahren dient zum Belegen einer Oberfläche (1) mit Leuchtstoff (3), wobei das Verfahren mindestens den folgenden Schritt aufweist: Bedecken der Oberfläche (1) mit einem Matrixmaterial (5), welches Partikel des Leuchtstoffs (3) als Füllmaterial aufweist, wobei das Matrixmaterial (5) ein flüchtiges Matrixmaterial ist. Eine Vorrichtung (2) ist mit mindestens einer mit Leuchtstoff (3) bedeckten Oberfläche (1) ausgerüstet, wobei der Leuchtstoff (3) mittels eines solchen Verfahrens aufgebracht worden ist. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Konversions-LEDs und LED-Module.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Belegen einer Oberfläche mit Leuchtstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Belegen einer Oberfläche mit Leuchtstoff, wobei das Verfahren mindestens ein Bedecken der Oberfläche mit einem Matrixmaterial, welches Partikel des Leuchtstoffs als Füllmaterial aufweist, umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine dergestalt hergestellte Vor- richtung. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Konversions-LEDs und LED-Module.
Bisher werden Leuchtstoffe vorwiegend in einer Silikonmatrix auf LED-Chips gebracht. Dies erfolgt entweder durch einen großräumigen Verguss mit einem mit LeuchtstoffPartikeln gefüllten Silikon oder durch ein Aufbringen von Plättchen, die Leuchtstoffpartikel in einer Silikonmatrix enthalten. Bei der Verwendung von Silikon als Matrixmaterial ergibt sich der Nachteil, dass Silikon einen relativ hohen Wärmewiderstand aufweist und folglich die Leuchtstoffpartikel innerhalb des Silikons nur schlecht thermisch anbindbar und entwärmbar sind. Zudem ergibt sich während des Aushärtens des Silikons eine Sedimentierung der Leuchtstoffpartikel , so dass sich de¬ ren Dichte über die Dicke des sich ergebenden Leuchtstoff (in Silikon) -Schicht graduell ändert.
Es ist auch bekannt, gesinterte Plättchen aus Leuchtstoffke- ramiken anstelle der Silikonplättchen auf die LED-Chips auf¬ zulegen. Jedoch ist dies in der Herstellung und Aufbringung der Keramikplättchen aufwändig und kostenintensiv.
Auch bekannt ist eine elektrophoretische Abscheidung von Leuchtstoff an einer aufgedampften und später entfernten Metallschicht. Dies ist jedoch ebenfalls aufwändig und setzt eine metallische leitfähige Oberfläche voraus. Zudem mögen Rückstände der aufgebrachten und geätzten Metallschicht verbleiben. Darüber hinaus ergeben sich bei einer Belegung von LED-Chips bei einer Wafervereinzelung Sägespuren an den Rändern .
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes- serte Möglichkeit zum Belegen einer Oberfläche mit Leucht¬ stoff bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An- sprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Belegen einer Oberfläche mit Leuchtstoff, wobei das Verfahren minde- stens den folgenden Schritt aufweist: Bedecken der Oberfläche mit einem Matrixmaterial, welches Partikel des Leuchtstoffs als Füllmaterial aufweist, wobei das Matrixmaterial ein flüchtiges Matrixmaterial ist. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass es auf viele un¬ terschiedliche Oberflächen anwendbar ist, z.B. auf elektrisch leitfähige und elektrisch nicht leitfähige Oberflächen. Zudem lässt sich durch Verflüchtigen des Matrixmaterials eine
LeuchtstoffSchicht aus den übrigbleibenden Partikeln des Leuchtstoffs mit einer hochgradig gleichmäßigen Schichtdicke und ohne Dichtegradienten auf einfache Weise herstellen. Darüber hinaus bewirkt die Verflüchtigung des Matrixmaterials eine Kompaktierung des nichtflüchtigen Füllmaterials und damit eine dichte Packung der Leuchtstoffpartikel . Auch liegt der Leuchtstoff der LeuchtstoffSchicht nun direkt (und nicht mehr nur innerhalb des Matrixmaterials) auf der Oberfläche auf, wodurch sich ein sehr guter Wärmeübergang bzw. ein sehr geringer Wärmewiderstand zwischen dem Leuchtstoff und der Oberfläche ergibt. Dies ist insbesondere Vorteilhaft zur Ent- wärmung des Leuchtstoffs, z.B. falls die Oberfläche eine Oberfläche eines Kühlkörpers oder einer andern Wärmesenke ist. Zudem lässt sich die verwendete Menge an Leuchtstoff fein dosieren. Unter einem Leuchtstoff wird insbesondere ein Stoff oder Ma¬ terial verstanden, welcher auf ihn einstrahlendes (Primär-) Licht einer ersten spektralen Verteilung, insbesondere Wel- lenlänge, in ( Sekundär- ) Licht einer zweiten spektralen Verteilung, insbesondere Wellenlänge, umwandelt oder konver¬ tiert, insbesondere in Licht mit größerer Wellenlänge. Bei einer Bestrahlung einer LeuchtstoffSchicht kann es zu einer vollständigen Konversion von Primärlicht in Sekundärlicht („Vollkonversion") oder zu einer nur teilweisen Konversion („Teilkonversion") kommen. Ein Konversationsgrad bei der Teilkonversion ist beispielsweise abhängig von einer Konzentration des Leuchtstoffs in der LeuchtstoffSchicht und/oder einer Dicke der LeuchtstoffSchicht . Von einer teilkonvertie- renden LeuchtstoffSchicht abgestrahltes Licht weist also so¬ wohl einen Anteil an Primärlicht als auch (mindestens) einen Anteil an Sekundärlicht auf. Gemeinsam ergibt sich ein Misch¬ licht mit einem durch den Konversionsgrad bestimmten Summen- farbort. Durch die Möglichkeit einer feinen Dosierung der Partikel des Leuchtstoffs in dem vorliegenden Verfahren lässt sich der Summenfarbort auf einfache Weise genau einstellen.
In dem Matrixmaterial können ein Leuchtstoff oder mehrere un¬ terschiedliche Leuchtstoffe vorhanden sein, welche beispiels- weise das Primärlicht in Sekundärlicht unterschiedlicher Wel¬ lenlänge umwandeln.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das flüchtige Matrixmaterial ein fließfähiges Matrixmaterial ist. Dies ermöglicht eine einfache flächige Bedeckung auch größerer Oberflächen. Soll die zu bedeckende Oberfläche eine definierte Randkontur auf¬ weisen, wird das gefüllte (d.h. insbesondere, das mit dem mindestens einen Füllmaterial versehene) Matrixmaterial z.B. in eine Form mit der gewünschten Randkontur gefüllt.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Matrixmaterial ein flüssiges Matrixmaterial ist. Dies eröffnet eine Verwendung vielfältiger, einfach handhabbarer, preiswerter und allgemein verfügbarer Matrixmateralien. Das Verflüchtigen geschieht hierbei durch Verdampfen.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das flüssige Matrix- material Wasser, Alkohol und/oder Essigsäureester, insbesondere Butylacetat, und/oder Derivate davon aufweist.
Es ist eine Weiterbildung, dass das flüssige Matrixmaterial ein Lösungsmittel ist, insbesondere ein protisches oder apro- tisches Lösungsmittel.
Es ist eine Weiterbildung davon, dass das flüssige Matrixma¬ terial Wasser aufweist oder ist. Wasser ist besonders einfach handhabbar, ungiftig, weit verfügbar, preiswert usw.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung davon, dass das flüssige Matrixmaterial organisch ist.
Es ist noch eine Weiterbildung davon, dass das flüssige Mat- rixmaterial Alkohol (e) aufweist oder ist, insbesondere Etha¬ nol und/oder Isopropanol. Alkohol weist unter anderem den Vorteil einer leichten Verflüchtigung auf.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass das flüssige Matrixmate- rial Essigsäureester aufweist, insbesondere Butylacetat.
Insbesondere die aufgeführten Matrixmaterialien können rein oder gemischt verwendet werden, insbesondere als Lösungen. Als Matrixmaterialien können zusätzlich oder alternativ Derivate der aufgeführten Matrixmaterialien verwendet werden.
Jedoch sind die Matrixmaterialien nicht auf die beschriebene Materialauswahl beschränkt und mögen z.B. auch Aceton umfas- sen.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Matrixmaterial ein festes Matrixmaterial ist. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das feste Matrixmaterial feste Grundbestandteile auf¬ weist. Ein festes Matrixmaterial kann beispielsweise als ein fließfähiges Pulver vorliegen. Das Verflüchtigen geschieht hierbei durch Sublimieren.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass ein Anteil des Leucht¬ stoffs zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-%, insbesondere zwi¬ schen 15 Gew.-% und 30 Gew.-%, insbesondere von ca. 20 Gew.- beträgt .
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das Matrixmaterial zusätzlich mindestens einen weiteren, flüchtigen oder nichtflüchtigen, Füllstoff aufweist. Dadurch kann eine Bildung und/oder Eigenschaft der LeuchtstoffSchicht verbessert wer- den.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein weiterer Füll¬ stoff als eine Dispergierhilfe dient. Dies verbessert eine Aufbringung auf der Oberfläche.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass mindestens ein weiterer, insbesondere nichtflüchtiger, Füllstoff als lichtdurchlässi¬ ges (transparentes oder diffus streuendes) Füllmittel dient. Dies kann den Vorteil einer höheren Lichtausbeute ergeben.
Es ist auch eine Weiterbildung, dass mindestens ein weiterer, insbesondere nichtflüchtiger, Füllstoff als Bindemittel dient. So kann eine mechanisch stabilere und/oder glattere Leuchtstoffschicht bereitgestellt werden.
Es ist auch eine Weiterbildung, dass mindestens ein weiterer, insbesondere nichtflüchtiger, Füllstoff als Wärmeleitmittel dient. Dies verbessert eine Wärmeleitfähigkeit der Leucht¬ stoffschicht weiter. Ein solcher weiterer Füllstoff mag ins- besondere eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als der Leuchtstoff . Ein Füllstoff kann eine oder mehrere der oben genannten Funktionen aufweisen. So mag ein Füllstoff sowohl transparent als auch gut wärmeleitfähig sein. Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass der weitere Füllstoff Partikel einer optischen Keramik, insbesondere Aluminiumoxy¬ nitrid, aufweist. Eine optische Keramik weist die Vorteile auf, sowohl mechanisch widerstandsfähig, transparent als auch gut wärmeleitfähig zu sein. Eine mögliche solche optische Ke- ramik mag beispielsweise Aluminiumoxynitrid aufweisen oder sein, z.B. „ALON C" .
Ein Gewichtsanteil von nichtflüchtigem weiterem Füllstoff mag beispielsweise im Bereich eines Gewichtsanteils des Leucht- Stoffs liegen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das gefüllte Matrixmate¬ rial durch Vergießen, Aufdispergieren, Aufsprühen oder Aufdrucken auf die Oberfläche aufgebracht wird. Dies sind einfa- che, preiswerte und zuverlässige Aufbringungsverfahren, mit deren Hilfe sich das aufzubringende Material genau einstellen lässt .
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass sich an den Schritt des Bedeckens der Oberfläche ein Schritt eines Wärme- behandelns des aufgebrachten, gefüllten Matrixmaterials an¬ schließt. Dies verkürzt eine Zeit für das Verflüchtigen und damit eine Herstellungsdauer. Es ist auch eine weitere Ausgestaltung, dass sich ein Schritt eines Abdeckens einer aus den Partikeln des Leuchtstoffs nach Verflüchtigen des Matrixmaterials gebildeten Leuchtstoff¬ schicht mit mindestens einer lichtdurchlässigen Abdeckung, insbesondere aus Silikon und/oder Glas, anschließt. So kann die LeuchtstoffSchicht auf einfache Weise geschützt werden.
Auch mag so das von der LeuchtstoffSchicht abgestrahlte Licht geformt werden. Beispielsweise mag auf die LeuchtstoffSchicht eine Linse aus transparentem Silikon aufgebracht werden. Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung mit min¬ destens einer mit Leuchtstoff bedeckten Oberfläche, wobei der Leuchtstoff mittels eines Verfahrens wie oben beschrieben aufgebracht worden ist. Diese Vorrichtung ermöglicht die gleichen Vorteile wie das Verfahren und kann analog ausges¬ taltet sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Vorrichtung ein Halblei- ter-Lichtquellen-Chip ist und die mindestens eine Oberfläche mindestens eine Emitterfläche des Halbleiter-Lichtquellen- Chips aufweist. So lässt sich auf einfache Weise eine Konver¬ sionsanordnung bereitstellen. Der Halbleiter-Lichtquellen- Chip mag insbesondere ein LED-Chip sein, z.B. ein "Bare Die"- Chip oder Nacktchip.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Halbleiter-Lichtquellen- Chip ein oberflächenemittierender Halbleiter-Lichtquellen- Chip, insbesondere LED-Chip, ist. Ein solcher oberflächen- emittierender LED-Chip ist beispielsweise als Indium-Gallium- Nitrid basierter Dünnfilchip vom Typ „ThinGaN" von der Fa. Osram Opto Semiconductors erhältlich. Dabei kann aufgrund der weitgehend homogenen Schichtdicke der auf der insbesondere planen Emitterfläche hergestellten LeuchtstoffSchicht mit einfachen Mitteln eine homogene Farbverteilung des Mischlichts erreicht werden. Insbesondere wird aufgrund des weit¬ gehend fehlenden Leuchtstoffgradienten über die Dicke der LeuchtstoffSchicht eine einfache Variation des Summenfarborts mittels einer Variation der Dicke der LeuchtstoffSchicht er- möglicht.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung mehrere Halbleiter-Lichtquellen-Chips aufweist. Insbesondere können diese Halbleiter-Lichtquellen-Chips auf einem gemeinsamen Substrat aufliegen, wodurch die Vorrichtung insbesondere auch ein LED-Modul sein kann. Die Halbleiter-Lichtquellen-Chips können insbesondere einzeln von dem gefüllten Matrixmaterial belegbar sein, z.B. durch Anordnen in jeweiligen wannenförmi- gen Aufnahmebereichen und Verfüllen der Aufnahmebereiche mit dem gefüllten Matrixmaterial.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Vorrichtung eine Leuchtvorrichtung ist und die Oberfläche eine durch einen Halbleiterlichtquelle anstrahlbare Remote-Phosphor-Oberfläche ist. Unter eine Remote-Phosphor-Oberfläche kann insbesondere eine Oberfläche verstanden werden, welche von einer Licht¬ quelle, insbesondere Halbleiterlichtquelle wie einem Dioden¬ laser oder einer LED, beabstandet angeordnet ist. Die Ober¬ fläche kann insbesondere einen Teil eines Reflektors darstel¬ len .
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 schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszei¬ chen versehen sein.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen
Ablauf eines Verfahrens zum Belegen einer Oberflä¬ che mit Leuchtstoff;
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Skizze eines Leuchtmoduls mit LED-Chips, welche frisch mit gefülltem Matrixmaterial belegt worden sind; und
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht das
Leuchtmodul aus Fig.2, wobei sich nun das Matrixma¬ terial verflüchtigt hat.
Fig.l zeigt einen Ablauf eines Verfahrens zum Belegen einer Oberfläche 1 eines oberflächenemittierenden LED-Chips 2 (z.B. eines ThinGaN-Chips ) mit Leuchtstoff bzw. Partikeln ("Leucht¬ stoffPartikeln" 3) davon. Der LED-Chip 2 strahlt an seiner Oberfläche 1 Primärlicht ab, z.B. blaues Primärlicht. Zunächst wird mittels einer Dispergiervorrichtung 4 eine Materialmischung ("gefülltes Matrixmaterial") aus Wasser 5 als Matrixmaterial und LeuchtstoffPartikeln 3 als Füllmaterial auf die Oberfläche 1 des LED-Chips 2 gegeben und bedeckt die¬ se. Dabei beträgt ein Anteil der Leuchtstoffpartikel 3 an der Materialmischung 3, 5 insbesondere zwischen 15 und 30 Gew.-%. Die Leuchtstoffpartikel 3 können (zumindest teilweise) auf sie einfallendes Primärlicht in Sekundärlicht umwandeln, z.B. in gelbes Sekundärlicht.
Nach dem Bedecken der Oberfläche 1 verflüchtigt bzw. verdampft das Wasser 5 über einen bestimmten Zeitraum t, welcher durch eine Wärmebehandlung in einer Umgebung mit erhöhter Temperatur T verkürzt werden kann.
Nach dem Verflüchtigen des Wassers 5 verbleibt eine kompak- tierte, dichte LeuchtstoffSchicht 6 aus den LeuchtstoffParti¬ keln 3. Die LeuchtstoffSchicht 6 weist eine praktisch homoge- ne Dichte und Höhe auf, wodurch bei einem Betrieb des LED- Chips 2 ein an einer freien Oberfläche 7 der Leuchtstoff¬ schicht 6 erzeugtes, teilkonvertiertes weißes bzw. gelb¬ blaues Mischlicht M eine sehr gute Farbhomogenität aufweist. Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Skizze eines Leuchtmoduls 11 mit zwei LED-Chips 2. Die LED- Chips 2 befinden sich in einer jeweiligen wannenförmigen Aufnahme 12 eines Trägers 13 des Leuchtmoduls 11. In die wannen- förmigen Aufnahmen 12 ist gefülltes Matrixmaterial bzw. eine Materialmischung 3, 5, 14 eingebracht worden. Die Materialmischung weist nun Isopropanol 14 als flüssiges, flüchtiges Matrixmaterial auf, in welchem die Leuchtstoffpartikel 3 mit ca. 20 Gew.-% und zusätzlich Partikel aus Aluminiumoxynitrid 15 mit ca. 20 Gew.-% als Füllmaterial eingebracht sind. Das lichtdurchlässige Aluminiumoxynitrid 15 dient sowohl als Dispergierhilfe als auch als Wärmeleitmittel. Fig.3 zeigt das Leuchtmodul 11, wobei sich nun das Isopropa- nol 14 verflüchtigt hat. Es verbleibt eine LeuchtstoffSchicht 16 mit den LeuchtstoffPartikeln 3 und Aluminiumoxynitrid 15 mit etwa gleichen Gewichtsanteilen. Falls der Träger 13 als Wärmesenke, z.B. als Wärmespreizkörper oder als Kühlkörper, dient, kann in der LeuchtstoffSchicht 16 durch die Wellenlän¬ genkonversion erzeugte Stokes-Wärme aufgrund des Aluminiumo- xynitrids 15 besonders effektiv abgeführt werden. Als weiterer Schritt mag die LeuchtstoffSchicht 16 z.B. zu ihrem Schutz mit einer transparenten Deckschicht 17, z.B. aus Silikon, bedeckt werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausfüh- rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Vari¬ ationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen
Bezugs zeichenliste
1 Oberfläche
2 LED-Chip
3 Leuchtstoffpartikel
4 Dispergiervorrichtung
5 Wasser
6 LeuchtstoffSchicht
7 Oberfläche
11 Leuchtmodul
12 wannenförmige Aufnahme
13 Träger
14 Isopropanol
15 Aluminiumoxydnitrid 16 LeuchtstoffSchicht
17 transparente Deckschicht
M Mischlicht
t Zeitraum
T Temperatur

Claims

Verfahren zum Belegen einer Oberfläche (1) mit Leuchtstoff (3) , wobei das Verfahren mindestens den folgenden Schritt aufweist:
Bedecken der Oberfläche (1) mit einem Matrixmaterial (5; 14), welches Partikel des Leuchtstoffs (3) als Füllmaterial aufweist,
wobei
das Matrixmaterial (5; 14) ein flüchtiges Matrixmate rial ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüchtige Matrixma terial (5; 14) ein fließfähiges Matrixmaterial ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Matrixmaterial ein flüssiges Matrixmaterial (5; 14) ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das flüssige Matrixma¬ terial (5; 14)
Wasser (5) ,
Alkohol (14) und/oder
Essigsäureester, insbesondere Butylacetat
und/oder Derivate davon aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Matrixmaterial ein festes Matrixmaterial ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobe das Matrixmaterial (14) zusätzlich mindestens einen wei teren, flüchtigen oder nichtflüchtigen, Füllstoff (15) aufweist .
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der weitere Füllstoff (15) als
Dispergierhilfe,
lichtdurchlässiges Füllmittel,
Bindemittel und/oder Wärmeleitmittel
dient .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der weitere Füllstoff Partikel einer optischen Keramik, ins¬ besondere Aluminiumoxynitrid (15), aufweist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gefüllte Matrixmaterial (3, 5; 3, 14, 15) durch Ver- gießen, Aufsprühen oder Aufdrucken auf die Oberfläche
(1) aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich an den Schritt des Bedeckens der Oberfläche (1) ein Schritt eines Wärmebehandeins des aufgebrachten, gefüll¬ ten Matrixmaterials (3, 5; 3, 14, 15) anschließt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich ein Schritt eines Abdeckens einer aus den Partikeln des Leuchtstoffs (3) nach Verflüchtigen des Matrixmate¬ rials (5; 14) gebildeten LeuchtstoffSchicht (6; 16) mit mindestens einer lichtdurchlässigen Abdeckung (17), insbesondere aus Silikon oder Glas, anschließt. 12. Vorrichtung (2; 11) mit mindestens einer mit Leuchtstoff (3) bedeckten Oberfläche (1), wobei der Leuchtstoff (3) mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufgebracht worden ist. 13. Vorrichtung (2) nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung ein Halbleiter-Lichtquellen-Chip (2) ist und die mindestens eine Oberfläche (1) mindestens eine Emitterfläche des Halbleiter-Lichtquellen-Chips (2) aufweist. 14. Vorrichtung (11) nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung eine Leuchtvorrichtung (11) ist und die Oberfläche (1) eine durch einen Halbleiter-Lichtquellen-Chip (2) anstrahlbare Remote-Phosphor-Oberfläche ist.
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