WO2016038009A1 - Optoelektronisches bauteil - Google Patents

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WO2016038009A1
WO2016038009A1 PCT/EP2015/070452 EP2015070452W WO2016038009A1 WO 2016038009 A1 WO2016038009 A1 WO 2016038009A1 EP 2015070452 W EP2015070452 W EP 2015070452W WO 2016038009 A1 WO2016038009 A1 WO 2016038009A1
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WO
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color
light
plate
optoelectronic component
component
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PCT/EP2015/070452
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French (fr)
Inventor
David Racz
Michael Zitzlsperger
Georg Bogner
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • Optoelectronic component The invention relates to an optoelectronic component.
  • the invention further relates to a method for producing an optoelectronic component.
  • color differences or inhomogeneities for example by the substrate or the carrier, can usually be achieved by metallization, conversion layers (for example
  • Example phosphor layers or wires occur and are perceived as visually disturbing to a viewer. This is especially true when the LED is turned off, so does not emit light.
  • the object underlying the invention can therefore be seen to provide an improved optoelectronic device, which overcomes the known disadvantages and has a more homogeneous optical impression and is mechanically robust and stable.
  • the object underlying the invention can also be seen to provide a corresponding method for producing an optoelectronic device.
  • an optoelectronic device becomes
  • the conversion layer is arranged with respect to a direction of emission of light from the luminous surface in front of the color stratification, so that by means of the luminous surface
  • emitted light can first be converted and then scattered.
  • the conversion layer is arranged with respect to a direction of emission of light from the luminous surface in front of the color stratification, so that by means of the luminous surface
  • emitted light can first be converted and then scattered.
  • the invention thus encompasses, in particular, the idea of providing an at least partially transparent plate, which has a dual function: conversion and effecting a specific color in the switched-off state of the device
  • the color scattering layer advantageously brings about an optical compensation of possible inhomogeneities. It is thus advantageously effected a homogeneous visual impression. This is especially true if the light source does not emit light, that is to say it is switched off, that is to say it is in a switched-off operating state. This more homogeneous overall impression is brought about, in particular, by the fact that the color stratification reflects or scatters only certain wavelengths or a certain wavelength range of incident light.
  • Luminous surface averted surface incident light only in a certain wavelength range. So arises in
  • the color is generated by the scattering. Due to the
  • the conversion layer is disposed on the facing surface of the chip, wherein the color pseudo-layer on the opposite surface of the
  • Platelet is arranged.
  • the conversion layer and the color pseudo-layer are disposed on the facing surface of the platelet. In a further embodiment, the conversion layer and the color pseudo-layer are arranged on the opposite surface of the platelet. In one embodiment, the color pencil layer
  • colorants are, for example, particles which may also be termed color-reflec particles, where the particles are light in a particular color
  • Color stratigraphy can be referred to as a red color stratigraphy. If white is scattered, the color stratification may be referred to as a white color stratification.
  • the particles are, for example, titanium dioxide and / or aluminum oxide particles and / or Zr02 ⁇ particles. This has the technical advantage, in particular, that white light can be reflected and / or scattered. In particular, in the case of a white color trench layer, it is advantageously possible to increase a light output when the component is switched off.
  • Luminous surface is also advantageously a protection of the luminous area, that causes the diode or the diodes.
  • a dissipation of heat is caused by the platelet, which generate the diodes in operation.
  • the plate is thus not spaced from the luminous surface, but is connected to the luminous surface, in particular by means of an adhesive layer, preferably a transparent adhesive layer, connected.
  • the plate is arranged on the luminous surface by means of an adhesive layer or is arranged on the luminous surface. This means that the plate is glued to the luminous surface or glued to the luminous surface.
  • Platelets and the luminous surface is thus formed a cohesive connection. According to one embodiment, it is provided that the plate is completely transparent.
  • transparent means in particular that the platelet has a transmittance of at least 85% in at least one (or several or all) of the wavelength ranges specified below: 400 nm to 700 nm, 700 nm to 1 ⁇ m, 700 nm to 3 ⁇ m , 850 nm to 1000 nm.
  • a conversion layer in the sense of the present invention is preferably designed to convert light of a first wavelength or of a first wavelength range into light of a second wavelength or of a second wavelength range.
  • the conversion layer comprises one or more phosphors, ie is in particular one
  • the conversion layer thus converts in particular the light which is emitted by the luminous surface
  • the plate has at least one opaque region. This causes in particular the technical advantage that an increase or a gain of the
  • Contrasts between the luminous surface and an environment of the component is effected.
  • a secondary optics for example a lens
  • this is at least partially light, which is emitted from the plate, back to reflect platelets, which in turn will reflect this light.
  • there is a multiple reflection which can lead to a less favorable overall visual impression and to a reduced contrast.
  • This opaque area however
  • the opaque region is provided such that the plate has a region which has a smaller or smaller transmission than the remaining plate, but is still permeable to light, that is to say has a transmission of greater than zero.
  • the plate thus has at least one region (or a plurality of such regions which are in particular the same or preferably differently formed) with a smaller one
  • Coating has.
  • a correspondingly adapted structure is advantageously at least one
  • the coating is, for example, a metal layer which preferably has a thickness of a few ⁇ m (1 ⁇ m to 10 ⁇ m, in particular 1 ⁇ m to 8 ⁇ m, in particular 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, in particular 1 ⁇ m to 3 ⁇ m).
  • the range includes, for example, a colored silicone, for example epoxy resin, and / or another plastic.
  • the area includes a mechanical cover.
  • the structure is stamped on or imprinted. This means that the structure on the slide, especially on the
  • remote surface is imprinted.
  • the plate is formed as a lens. This will 0
  • the technical advantage causes an optical image of the emitted light is possible.
  • the lens is, for example, a concave, convex, plano-convex or Fresnel lens.
  • the plate acts as an optical element.
  • the plate is therefore formed in particular as an optical element.
  • a decoupling structure is applied or arranged on the wafer. This coupling-out structure advantageously improves a coupling-out of light.
  • the lens is, for example, a concave, convex, plano-convex or Fresnel lens.
  • the plate acts as an optical element.
  • the plate is therefore formed in particular as an optical element.
  • a decoupling structure is applied or arranged on the wafer.
  • This coupling-out structure advantageously improves a coupling-out of light.
  • the lens is, for example, a concave, convex, plano-convex or Fresnel lens.
  • the plate has an alignment structure for aligning a further component relative to the wafer.
  • Component a secondary optics. Even if the optoelectronic component is integrated in further components, for example a housing, then a chip with a
  • the plate has on its opposite surface a cavity in which at least one of the conversion layer and the color burst layer is arranged.
  • At least one of means “and / or”. That is, the phrase “at least one of the conversion layer and the color puff layer” for the phrase "the
  • the plate has on its opposite surface a cavity in which the conversion layer and / or the color pencil layer are arranged or are respectively.
  • the plate has a mechanical structure which is designed to be used for a further machining process of the component. This causes in particular the technical advantage that a simple further processing of the component after arranging the wafer on the
  • the mechanical structure has a groove on the wafer edge and / or a stop edge for a potting process.
  • the stop edge indicates in an advantageous manner, to where or how much may be poured in the potting process.
  • the groove can be advantageously used, for example, for pouring a light absorbing plastic, so that the groove with the
  • molded plastic forms the area with a lower transmission or the light-impermeable area.
  • Titanium dioxide
  • the facing surface has a recess in which an electrical contact of the light source is arranged.
  • Recess is formed by etching. That is, the recess is an etched recess. According to a further embodiment it is provided that the plate has a raised structure. As a result, in particular the technical advantage causes a
  • the emission surface that is the luminous area
  • the raised structure is centered with respect to the surface of the platelet from which the structure rises.
  • the raised structure and the surface have a
  • the platelet comprises a base with a base surface from which the structure rises.
  • the raised structure is round.
  • a flat surface is advantageously created on which, for example, a secondary optic or any other further component can simply be placed. This causes a visually appealing appearance in an advantageous manner.
  • the assembly of a secondary optic or any other further component can simply be placed.
  • Molden preferably corresponds to injection molding and has the advantage of the harder material and the more defined surface geometry. This compared to one
  • the potted material is relatively softer relative to it, and the surface usually forms menisci, that is, a less defined surface geometry than the Molden.
  • a Molden in the context of the present invention in particular a transfer molding, in particular a
  • the Molden a transfer molding process, in particular a
  • foil-supported transfer molding process is based. This is in contrast to a classic casting process in which no homogeneous and even surface can arise. Meanwhile, in a transfer molding, especially in a film-assisted transfer molding, the electronic components (diode, chips, NTC sensor, other electronic Components) and other components are completely embedded. This creates a defined and smooth surface in an advantageous manner. If in the sense of the present
  • the potting compound has a same color as the color produced by means of the color pseudo-layer.
  • the technical advantage is achieved that a uniform visual appearance is given. It is no longer or only difficult to distinguish between platelets and potting compound. This is wanted here. In particular, this is intentional for design reasons.
  • the plate is made of at least one of the following group of
  • Elements formed glass, transparent ceramic, silicone, hybrid material, especially silicone / epoxy, plexiglass and sapphire.
  • Glass, transparent ceramics and sapphires have the particular advantage that they are particularly hard and mechanically stable.
  • Glass, transparent ceramic, silicone and hybrid material, especially silicone / epoxy, and sapphire have the particular advantage that they are resistant to aging.
  • Plexiglas has the particular advantage that it is inexpensive and easy to work.
  • the plate is placed on the luminous surface only if the measured
  • the optical property is measured. Because then usually the entire component must be sorted out and not just a tile. According to another embodiment it is provided that the light source with the arranged on the luminous surface
  • Light source facing away from the upper edge of the plate is encapsulated by means of a potting compound, so that the potting compound is flush with the upper edge.
  • a plurality of light sources are formed on the carrier.
  • the multiple light sources are
  • a plurality of illuminated surfaces are provided.
  • the plurality of luminous surfaces are in particular the same or preferably formed differently.
  • the plurality of light emitting diodes are the same or, for example, differently formed.
  • a single or a single plate is provided on the plurality of luminous surfaces
  • Embodiment provided that in each case a single plate is arranged on one or more light surfaces, wherein on one or more further light surfaces a common plate is arranged, wherein it is preferably provided that a plurality of plates are provided, which are each arranged together on a plurality of light surfaces.
  • the light emitting diode is a laser diode.
  • a high luminance can be provided.
  • the light emitting diode is formed as an LED chip.
  • LED stands for "light emitting diode”, ie light emitting diode.
  • the color puff layer is a white color puff layer.
  • the color burst is a red, yellow, green, orange or
  • the colorants or colorant particles are non-fluorescent colorants or non-fluorescent colorant particles. This means
  • the color reflec particles do not fluoresce when excited by the light emitted by the
  • Illuminated area is emitted.
  • the carrier is a lead frame, in German: leadframe or leadframe.
  • a thickness of the chip is 60 ym to 400 ym. In general, the thinner the platelet, the easier it will be to defrost and so on
  • a plurality of conversion layers and / or color pseudo layers are provided, which are arranged, for example, side by side or one above the other on the respective surface.
  • Fig. 1 is a plan view obliquely from above on a
  • Fig. 2 is a plan view obliquely from above on another optoelectronic component, wherein a potting compound
  • Fig. 3 is a plan view obliquely from above on the other component according to FIG. 2, wherein the potting compound not
  • FIG. 4 is an oblique plan view of the underside of the component according to FIG. 2, FIG.
  • Fig. 5 is a side sectional view of another
  • FIG. 6 is a plan view of another optoelectronic component
  • Fig. 7 is a side sectional view of another
  • FIG. 10 shows a flow chart of a method for producing an optoelectronic component
  • FIG. 14 shows an optoelectronic component comprising the
  • Fig. 15 shows another optoelectronic component
  • Fig. 16 show a further optoelectronic component.
  • Fig. 1 shows a plan view obliquely from above on a
  • Optoelectronic component 101 The individual elements of the component 101 are already encapsulated by means of a white potting compound 109, so that not all elements of the component 101 are visible, with some elements being at least partially visible.
  • a carrier 103 is partially visible. On this carrier 103, a light source is formed, these
  • Light source in the representation shown in Fig. 1 is not visible.
  • the light-emitting diode, which forms a luminous surface of the light source is not visible.
  • a transparent plate 105 Shown and visible, however, is a transparent plate 105, which has a conversion layer 107.
  • Conversion layer 107 is on one of the luminous area
  • Platelet 105 arranged, ie the conversion layer 107 opposite.
  • Conversion layer 107 arranged. That is, based on the emission direction, the conversion layer 107 is disposed in front of the chrominance layer.
  • the radiation direction is here symbolically marked with an arrow with the reference symbol 113.
  • the individual elements of the component 101 are potted. This means of potting 109th That is, after the
  • Potting the potting compound 109 forms a housing for the individual elements of the component 101.
  • the reference numeral 111 indicates a location of a protection diode which belongs to the component 101, wherein the protection diode is also encapsulated by the potting compound 109.
  • the protective diode 111 is provided to have protection against electrostatic discharge.
  • the protection diode can insofar
  • ESD diode in particular be referred to as ESD diode, where "ESD” for the English terms “electrostatic discharge”, ie electrostatic discharge is.
  • the carrier 103 is coated in particular with gold.
  • the carrier 103 is a lead frame.
  • FIG. 2 shows a top view obliquely from above onto a further optoelectronic component 201.
  • the white potting compound 109 is drawn transparent, which of course is not the case in reality.
  • the component 201 comprises a carrier 103, on which two luminous surfaces 203 are formed.
  • Each of the luminous surfaces 203 includes a
  • the two illuminated areas form here a light source.
  • Two protection diodes 205 which can also be referred to below as the ESD diode.
  • Two ESD diodes 205 are therefore used to protect each of the two light emitting diodes against electrostatic discharge.
  • further carriers 207 which are formed separately from the carrier 103, wherein the ESD diodes 205 and an NTC temperature sensor 209 are arranged on the further carriers 207 (NTC stands for "negative temperature
  • the further carrier 207 are formed integrally with the carrier 103. That is, in this embodiment, not shown, the further carrier 207 are part of the carrier 103. This means that the ESD diodes 205 and the NTC temperature sensor 209 are then arranged together on the carrier 103.
  • the reference numeral 211 points to bonding wires for a
  • Each luminous surface is a transparent plate 105
  • Fig. 3 shows a plan view obliquely from above on the component 201 of FIG. 2, wherein now the potting compound 109 is no longer drawn transparent, but rather not
  • the color of the potting compound 109 is white.
  • the color stratigraphy, not shown, is likewise a white color stratigraphy, so that it is no longer possible to distinguish between platelets 105, on the one hand, and potting compound 109, on the other hand. This is an advantageous way
  • FIG. 4 shows a plan view of the underside of the component 201 according to FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a side sectional view of a further optoelectronic component 501.
  • the carrier 503 of the component 501 is indicated here only schematically.
  • a light source 505 is arranged or formed.
  • This light source 505 has a light-emitting diode, not shown, which has a
  • Luminous surface 507 forms. On the basis of the selected lateral sectional view, a surface 511, facing the luminous surface 507, of an at least partially transparent plate 509 is shown. The surface of the chip 509 facing away from the luminous surface 507 is identified by the reference numeral 513. On the facing surface 511, a conversion layer 515 is formed. On the opposite surface 513, a color pseudo-layer 517 is formed. Relative to a radiation direction of the of the
  • the color scattering layer 517 is disposed after the conversion layer 515. That is, with respect to the emission direction, the conversion layer 515 is disposed in front of the color distribution layer 517.
  • Radiation direction is here with an arrow with the
  • the reference numeral 517 points to the color pseudo-layer disposed on the opposite surface 513 of the chip 509.
  • a cavity 519 is formed on the opposite surface 513, in which the color stratification 517 is arranged.
  • FIG. 6 shows a further optoelectronic component 600 in a plan view from above. Not all elements of the component 600 are drawn.
  • Drawn is an at least partially transparent
  • Component 600 is arranged.
  • the LED chips 603 each form a luminous area 107. That is to say, in contrast to the embodiment according to FIG. 2, one chip 601 has two
  • Luminous surfaces covered and arranged on these In Fig. 2, a separate plate is provided for each light area.
  • the chip 601 is at least partially transparent because it has a structure 605 that is not formed transparently. Instead of or in addition to the structure 605, a coating is provided in an embodiment not shown.
  • the structure 605 has a section 607, which extends over the entire length of the plate 601.
  • a further section 609 of the structure 605 is formed centrally between the two LED chips 603, this further section 609 being arranged perpendicular to the section 607. That is, the structure 605 has a T-shape.
  • This structure 605 serves to increase the contrast between the LED chips 603 and an environment of the component 600.
  • the structure is designed as an area with a reduced transmission (but still transparent, ie a transmission greater than zero).
  • Fig. 7 shows a further optoelectronic component 701. Again, the carrier 503 is indicated only schematically. This also applies to the light source 505. The luminous area 507 is covered with a small plate 703. That means that
  • Platelet 703 is arranged on the luminous surface 507. Again, the conversion layer 515 is disposed on the surface 511 of the chip 703, which faces the luminous surface 507. The color scattering layer is not shown for clarity, but is disposed on the opposite surface 513.
  • the transparent plate 703 is formed as an optical element, here for example as a plano-convex lens.
  • Fig. 8 shows a top view of another optoelectronic component 800.
  • a optoelectronic component 800 here is a
  • the surface facing away from the luminous surface is connected to the
  • Reference numeral 805 provided.
  • the support for the luminous area is identified by the reference numeral 809, the light source by the reference numeral 811.
  • the reference numeral 807 points to a corner bonding pad for a bonding wire 211.
  • 9 shows a side sectional view of the component 800 according to the section line AA 'of FIG. 8.
  • the facing surface has the reference numeral 901.
  • the luminous area has the reference numeral 903.
  • the plate 801 in this area must have a recess 911, which is etched in particular from the glass plate 801. This can be done in
  • the glass plate 801 larger than the carrier 809 may be formed. That is, the wafer 801 protrudes beyond the carrier 809. Again, the individual elements of the component 800 by means of a potting compound 905 shed. Analogous to FIG. 1, the potting compound 905 here also forms a housing for the elements of the component 800, but here the housing is not completely shown, but rather is shown in a cutaway version.
  • the reference numeral 913 points to a double arrow, which is intended to represent the distance between an upper edge of the etched recess 911 and the upper edge of the carrier 809. This distance is for example 150 ym.
  • this embodiment according to FIGS. 8 and 9 in particular includes the idea to use an etched glass plate to form a recess to a
  • molding compound is a silicone comprising titanium dioxide.
  • the plate is sawn rectangular with an edge length a and after the bonding of the chip is mounted on the carrier 809 on the chip.
  • the plate is sawn rectangular with an edge length a and after the bonding of the chip is mounted on the carrier 809 on the chip.
  • Mesa denotes the semiconductor structure (for example GaAs, InGaAlP) of an LED chip.
  • Semiconductor structure is applied to a carrier material (for example Ge).
  • a region of the carrier material is free of the semiconductor structure. On this area is a
  • Such LED chips are provided according to an embodiment.
  • a step 1005 becomes a carrier
  • the plate is arranged on the luminous surface, so that one of the surfaces of the platelet forms a surface facing the luminous surface and the other surface of the platelet forms a surface facing away from the luminous surface forms so that the conversion layer relative to a
  • Color stratigraphy is arranged so that by means of
  • Luminous surface emitted light can first be converted and then scattered.
  • the present invention is particularly based on a combination of the following features: 1. Defined thickness of the plate, wherein the thickness
  • the housing is in particular by a
  • the conversion layer on glass ie on a glass plate, is formed or is.
  • the transparent plate may be made of, for example, glass, transparent ceramic, silicone, hybrid material
  • Platelets can be prepared in one embodiment as follows: 1. Coat the top with one or more
  • Conversion layers (above or next to each other).
  • spray coating and / or molding ie
  • Electro-optical characterization Another alternative / modified manufacturing method according to another embodiment:
  • the platelets can be coated analogously with other materials and thereby fulfill other functionalities, such as
  • BLU back light unit, backlight unit
  • Component environment (for example for video walls or
  • Another embodiment provides to use the plate as an optical element.
  • the platelet can already be preprocessed mechanically, for example by inserting a groove on the edge of the platelet (Mold Flashfree for Foam (Foil Assisted Molding) or for casting processes as a stop edge) or the platelet on the upper side is provided with a recess (casting of converter or Ti0 2 ⁇ cavity).
  • a groove on the edge of the platelet Mold Flashfree for Foam (Foil Assisted Molding) or for casting processes as a stop edge
  • the platelet on the upper side is provided with a recess (casting of converter or Ti0 2 ⁇ cavity).
  • it is preferably provided to make the plate in the center raised, for example, round, a special optical
  • the emission surface of the chip appears visually (design feature).
  • the wafer can be used as a design and conversion element in LEDs as follows:
  • the plate serves as a conversion element and also to the corresponding Off State Color (ie
  • a ummolden the stack (LED chip + platelets) using Foil Assisted Molding (FAM), for example, white epoxy mold composite.
  • FAM Foil Assisted Molding
  • Offstate Color (tile is used as a design element, for example, the entire package appears yellow). Platelet also preferably acts as a conversion element:
  • optical substrates can be used, and flexible die size adjustment by sawing and / or lasers to the appropriate die size (preferably, for example, rectangular) or as a design element (in the package)
  • the platelet is preferably applied prior to application to the
  • yield losses can be reduced, for example, by an incorrect color locus.
  • the component according to the invention has the following advantages:
  • stack (chip (or light source) + platelets) can be adjusted in height to other stacks at
  • LEDs without a conversion layer, which appear visually white, are possible, for example, with a wafer without
  • the plate covers, for example, the package top (protects) or placed directly on a cavity.
  • the wafer 1101 includes a base 1103 having a
  • Base surface 1105 having a raised portion 1107.
  • the raised portion 1107 is round.
  • a surface of the portion 1107 spaced from the base surface 1105 is designated by the reference numeral 1109.
  • a color stratigraphy (not shown) is preferably applied, in particular additionally one
  • the wafer 1101 thus has a raised structure, the raised portion 1107.
  • the base 1103 has a square shape having a
  • Recess 1111 That is, without the recess 1111, the base 1103 would be a square.
  • the recess 1111 is formed in a corner portion of the square. Instead of a
  • the base 1103 is thus formed as a square with a recessed corner. This is in
  • Luminous surface is set or arranged, then this further surface 1113 is the surface of the plate which has migrated to the luminous surface. The surface 1109 is then facing away from the luminous surface.
  • a conversion layer can in particular also be applied to the further surface 1113.
  • the base 1103 has a groove according to one embodiment.
  • the groove can be advantageously for example for
  • pouring a light absorbing plastic may be used, so that the groove with the molded plastic forms a region with a lower transmission or a light-impermeable region.
  • Fig. 14 shows the wafer 1101 arranged on a
  • FIG. 15 shows the component 1401 with a potting compound 1501, which forms a housing for the elements of the component 1401 in the cured state. It is envisaged that after the
  • FIG. 16 shows a further component 1601, which is constructed similarly to the component 1401. Here, however, an LED chip 1603 of the component 1601 has a rectangular shape.
  • the chip 1605 which is disposed on a luminous surface of the LED chip 1603, is formed similarly to the chip 1101, in which case the base 1103 is a rectangular shape
  • the sublime section 1107 has a semicircular shape. In not shown

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil (101), umfassend: - einen Träger (103), - eine auf dem Träger (103) gebildete Lichtquelle (505), - die zumindest eine von einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden gebildete Leuchtfläche (203) aufweist, wobei - auf der Leuchtfläche (203) ein zumindest teilweise transparentes Plättchen (105) angeordnet ist, - das eine der Leuchtfläche (203) zugewandte (511) und eine der Leuchtfläche (203) abgewandte Oberfläche aufweist (513), wobei - auf zumindest einer der zugewandten und abgewandten Oberflächen (511, 513) zumindest eine Konversionsschicht (107) und eine Farbstreuschicht (517) zum Erzeugen einer Farbe mittels Streuung von Licht angeordnet ist, wobei - die Konversionsschicht (107) bezogen auf eine Abstrahlrichtung von Licht von der Leuchtfläche (203) vor der Farbstreuschicht (517) angeordnet ist, so dass mittels der Leuchtfläche (203) emittiertes Licht zuerst konvertiert und dann gestreut werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauteil Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil. Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 112 973.3, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bei einem Träger, auf welchem beispielsweise Leuchtdioden angeordnet sind, können in der Regel Farbunterschiede oder Inhomogenitäten, zum Beispiel durch das Substrat oder den Träger, eine Metallisierung, Konversionsschichten (zum
Beispiel Phosphorschichten) oder Drähte auftreten und als optisch störend für einen Betrachter empfunden werden. Dies insbesondere dann, wenn die Leuchtdiode ausgeschaltet ist, also kein Licht emittiert.
Es besteht also ein Bedarf, diese Inhomogenitäten im
optischen Eindruck zu vermindern oder sogar ganz zu
vermeiden .
Ferner ist es wünschenswert, ein möglichst flaches und mechanisch robustes optoelektronisches Bauteil zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein verbessertes optoelektronisches Bauteil bereitzustellen, welches die bekannten Nachteile überwindet und einen homogeneren optischen Eindruck aufweist sowie mechanisch robust und stabil ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils anzugeben. Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen
Unteransprüchen .
Nach einem Aspekt wird ein optoelektronisches Bauteil
bereitgestellt, umfassend:
- einen Träger,
- eine auf dem Träger gebildete Lichtquelle,
- die zumindest eine von einer oder mehreren
lichtemittierenden Dioden gebildete Leuchtfläche
aufweist, wobei
- auf der Leuchtfläche ein zumindest teilweise
transparentes Plättchen angeordnet ist,
- das eine der Leuchtfläche zugewandte und eine der
Leuchtfläche abgewandte Oberfläche aufweist, wobei
- auf zumindest einer der zugewandten und abgewandten
Oberflächen zumindest eine Konversionsschicht und eine Farbstreuschicht zum Erzeugen einer Farbe mittels
Streuung von Licht angeordnet sind, wobei
- die Konversionsschicht bezogen auf eine Abstrahlrichtung von Licht von der Leuchtfläche vor der Farbstreuschicht angeordnet ist, so dass mittels der Leuchtfläche
emittiertes Licht zuerst konvertiert und dann gestreut werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Bauteils bereitgestellt, insbesondere des erfindungsgemäßen optoelektronischen
Bauteils, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines zumindest teilweise transparenten Plättchens mit zwei gegenüberliegenden Oberflächen,
- Bilden zumindest einer Konversionsschicht und einer
Farbstreuschicht zum Erzeugen einer Farbe mittels
Streuung von Licht auf zumindest einer der Oberflächen des Plättchens,
- Bereitstellen eines Trägers, auf dem eine Lichtquelle gebildet ist, die zumindest eine von einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden gebildete Leuchtfläche
aufweist,
- Anordnen des Plättchens auf die Leuchtfläche, so dass eine der Oberflächen des Plättchens eine der
Leuchtfläche zugewandte Oberfläche bildet und die andere
Oberfläche des Plättchens eine der Leuchtfläche
abgewandte Oberfläche bildet, so dass
- die Konversionsschicht bezogen auf eine Abstrahlrichtung von Licht von der Leuchtfläche vor der Farbstreuschicht angeordnet ist, so dass mittels der Leuchtfläche
emittiertes Licht zuerst konvertiert und dann gestreut werden kann.
Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, ein zumindest teilweise transparentes Plättchen vorzusehen, welches eine Doppelfunktion aufweist: Konversion und Bewirken einer bestimmten Farbe im ausgeschalteten Zustand des
Bauteils, also wenn kein Licht emittiert wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein einheitliches optisches
Erscheinungsbild bewirkt. Inhomogenitäten werden durch die Farbstreuschicht zumindest teilweise, insbesondere
vollständig, abgedeckt. Solche Inhomogenitäten können
beispielsweise durch Bonddrähte oder unterschiedliche Farben der einzelnen Elemente des Bauteils herrühren. Es wird also in vorteilhafter Weise ein homogener optischer Eindruck bewirkt, wenn auf die Farbstreuschicht in Richtung des optoelektronischen Bauteils geblickt wird. Denn eventuelle Inhomogenitäten, Kontraste oder unterschiedliche Farben werden in vorteilhafter Weise durch die Farbstreuschicht abgedeckt oder zumindest teilweise abgedeckt. Insbesondere bewirkt die Farbstreuschicht in vorteilhafter Weise einen optischen Ausgleich eventueller Inhomogenitäten. Es wird somit in vorteilhafter Weise ein homogener visueller Eindruck bewirkt. Dies insbesondere dann, wenn die Lichtquelle kein Licht emittiert, also ausgeschaltet ist, sich also in einem ausgeschalteten Betriebszustand befindet. Dieser homogenere Gesamteindruck wird insbesondere dadurch bewirkt, dass die Farbstreuschicht nur bestimmte Wellenlängen oder einen bestimmten Wellenlängenbereich von einfallendem Licht reflektiert oder streut. Die Farbstreuschicht
reflektiert oder streut (bei Streuung soll stets Reflexion mitgelesen werden und umgekehrt) also auf ihrer der
Leuchtfläche abgewandten Oberfläche einfallendes Licht nur in einem bestimmten Wellenlängenbereich. So entsteht in
vorteilhafter Weise ein bestimmter Farbeindruck. Dies ist insbesondere aus Designgründen (insbesondere im Hinblick auf ein industrielles Design) von Vorteil. Insbesondere wird durch die Streuung die Farbe erzeugt. Aufgrund der
Farbstreuschicht verschlechtert sich zwar eine
Lichtauskoppeleffizienz des optoelektronischen Bauteils im Vergleich zu dem Fall, in welchem keine zusätzliche
Farbstreuschicht vorgesehen ist. Jedoch wird dieser Nachteil bewusst in Kauf genommen, da die Vorteile der Doppelfunktion (Erzeugen einer Farbe und Konversion) eines Plättchens den Nachteil der verschlechterten Lichtauskoppeleffizienz eindeutig überwiegen.
„Abgewandt" und „zugewandt" im Zusammenhang mit den
Oberflächen des Plättchens beziehen sich auf die
Leuchtfläche .
In einer Ausführungsform ist die Konversionsschicht auf der zugewandten Oberfläche des Plättchens angeordnet, wobei die Farbstreuschicht auf der abgewandten Oberfläche des
Plättchens angeordnet ist.
In einer anderen Ausführungsform sind die Konversionsschicht und die Farbstreuschicht auf der zugewandten Oberfläche des Plättchens angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform sind die Konversionsschicht und die Farbstreuschicht auf der abgewandten Oberfläche des Plättchens angeordnet. Nach einer Ausführungsform weist die Farbstreuschicht
Farbstreumittel auf. Die Farbstreumittel sind beispielsweise Partikel, die auch als Farbstreupartikel bezeichnet werden können, wobei die Partikel Licht in einem bestimmten
Wellenlängenbereich reflektieren oder streuen können. Die
Farbe, die die Farbstreuschicht reflektiert oder streut, kann als Kennzeichnung zur Benennung der Farbstreuschicht
verwendet werden. Bei einer Streuung von Rot, kann die
Farbstreuschicht als rote Farbstreuschicht bezeichnet werden. Bei einer Streuung von Weiß, kann die Farbstreuschicht als weiße Farbstreuschicht bezeichnet werden.
Nach einer Ausführungsform sind die Partikel beispielsweise Titandioxid- und/oder Aluminiumoxidpartikel und/oder Zr02~ Partikel. Dadurch wird in insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass weißes Licht reflektiert und/oder gestreut werden kann. Insbesondere bei einer weißen Farbstreuschicht kann in vorteilhafter Weise eine Lichtausbeute bei einem ausgeschalteten Zustand des Bauteils erhöht werden.
Durch die direkte Anordnung des Plättchens auf der
Leuchtfläche wird ferner in vorteilhafter Weise ein Schutz der Leuchtfläche, also der Diode oder den Dioden bewirkt. Insbesondere ist über das Plättchen eine Abfuhr von Wärme bewirkt, die die Dioden im Betrieb erzeugen. Das Plättchen ist also nicht beabstandet zu der Leuchtfläche angeordnet, sondern ist mit der Leuchtfläche verbunden, insbesondere mittels einer Klebeschicht, vorzugsweise einer transparenten Klebeschicht, verbunden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen mittels einer Klebeschicht auf der Leuchtfläche angeordnet ist respektive auf die Leuchtfläche angeordnet wird. Das heißt, dass das Plättchen auf die Leuchtfläche geklebt wird respektive auf der Leuchtfläche geklebt ist. Zwischen dem
Plättchen und der Leuchtfläche ist also eine Stoffschlüssige Verbindung gebildet. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen vollständig transparent ist.
Transparent im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere, dass das Plättchen einen Transmissionsgrad von mindestens 85 % in zumindest einen (oder mehrere oder alle) der nachstehend genannten Wellenlängenbereichen aufweist: 400 nm bis 700 nm, 700 nm bis 1 ym, 700 nm bis 3 ym, 850 nm bis 1000 nm.
Eine Konversionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ausgebildet, Licht einer ersten Wellenlänge oder eines ersten Wellenlängenbereichs in Licht einer zweiten Wellenlänge oder eines zweiten Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Insbesondere umfasst die Konversionsschicht ein oder mehrere Phosphore, ist also insbesondere eine
Phosphorschicht. Die Konversionsschicht konvertiert also insbesondere das Licht, welches von der Leuchtfläche
abgestrahlt wird, vorzugsweise in Licht aufweisend eine von diesem Licht verschiedene Wellenlänge.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen zumindest einen lichtundurchlässigen Bereich aufweist. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine Erhöhung oder eine Verstärkung des
Kontrasts zwischen der Leuchtfläche und einer Umgebung des Bauteils bewirkt ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn auf dem transparenten Plättchen beispielsweise noch eine Sekundäroptik, zum Beispiel eine Linse, angeordnet oder aufgesetzt ist. Denn diese wird zumindest teilweise Licht, welches von dem Plättchen abgestrahlt wird, wieder zurück in Richtung Plättchen reflektieren, welches wiederum dieses Licht reflektieren wird. Es kommt hier beispielsweise zu einer Mehrfachreflexion, welche zu einem ungünstigeren optischen Gesamteindruck und zu einem verminderten Kontrast führen kann. Dieser lichtundurchlässigen Bereich aber
vermindert diese Mehrfachreflexionen, sodass dadurch eine Kontrasterhöhung bewirkt wird. Vorzugsweise sind mehrere lichtundurchlässige Bereiche gebildet, die beispielsweise gleich oder beispielsweise unterschiedlich gebildet sind.
Anstelle oder zusätzlich zu dem zumindest einen
lichtundurchlässigen Bereich ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Plättchen einen Bereich aufweist, der eine geringere oder kleinere Transmission aufweist als das restliche Plättchen, aber immer noch für Licht durchlässig ist, also eine Transmission von größer Null aufweist. Das Plättchen weist also zumindest einen Bereich (oder mehrere solcher Bereiche, die insbesondere gleich oder vorzugsweise unterschiedlich gebildet sind, ) mit einer geringeren
Transmission auf. Merkmale und Ausführungsformen bezüglich des lichtundurchlässigen Bereichs gelten analog für den
Bereich mit der geringeren Transmission und umgekehrt.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der
lichtundurchlässige Bereich (und/oder der Bereich mit der geringeren Transmission) eine Struktur und/oder eine
Beschichtung aufweist. Mittels einer entsprechend angepassten Struktur ist in vorteilhafter Weise eine zumindest
Teilauslöschung von auf die Struktur einstrahlenden
Lichtstrahlen bewirkt. Auch dies erhöht in vorteilhafter Weise einen Kontrast. Die Beschichtung ist zum Beispiel eine Metallschicht, die vorzugsweise eine Dicke von einigen ym (1 ym bis 10 ym, insbesondere 1 ym bis 8 ym, insbesondere 1 ym bis 5 ym, insbesondere 1 ym bis 3 ym) aufweist. Der Bereich umfasst beispielsweise ein gefärbtes Silikon, zum Beispiel Epoxidharz, und/oder einen anderen Kunststoff. Zum Beispiel umfasst der Bereich eine mechanische Abdeckung.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Struktur aufgeprägt wird respektive aufgeprägt ist. Das heißt, dass die Struktur auf dem Plättchen, insbesondere auf der
abgewandten Oberfläche, aufgeprägt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen als Linse ausgebildet ist. Dadurch wird 0
insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine optische Abbildung des abgestrahlten Lichts möglich ist. Die Linse ist beispielsweise eine konkave, konvexe, plankonvexe oder eine Fresnel-Linse . Das heißt, dass das Plättchen als optisches Element wirkt. Das Plättchen ist also insbesondere als ein optisches Element gebildet. Insbesondere ist auf dem Plättchen eine Auskoppelstruktur aufgebracht oder angeordnet. Diese Auskoppelstruktur verbessert in vorteilhafter Weise eine Auskopplung von Licht. Beispielsweise wird die
Auskoppelstruktur mittels Ätzen auf der abgewandten
Oberfläche eingebracht. Das heißt, dass die Auskoppelstruktur eingeätzt ist respektive eingeätzt wird.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen eine Ausrichtungsstruktur zum Ausrichten eines weiteren Bauteils relativ zum Plättchen aufweist. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein weiteres Bauteil einfach und genau auf das Plättchen
aufgesetzt werden kann. Beispielsweise ist das weitere
Bauteil eine Sekundäroptik. Auch wenn das optoelektronische Bauteil in weiteren Bauteilen, zum Beispiel einem Gehäuse, integriert ist, so ist auch ein Plättchen mit einer
Ausrichtungsstruktur von Vorteil. Denn bei einer solchen Integration muss das optoelektronische Bauteil in der Regel ausgerichtet werden und eine bestimmte Position einnehmen relativ zu dem weiteren Bauteil oder den weiteren Bauteilen. Mittels der Ausrichtungsstruktur kann diese vorgegebene
Position eingenommen werden. Insbesondere ist es in
vorteilhafter Weise ermöglicht, eine Abweichung von der
Sollposition zu der Istposition des Bauteils relativ zu dem weiteren Bauteil oder zu den weiteren Bauteilen zu bestimmen. Entsprechend ist dann insbesondere vorgesehen, geeignete Gegenmaßnahmen zu treffen. In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen auf seiner abgewandten Oberfläche eine Kavität aufweist, in welcher zumindest eine der Konversionsschicht und der Farbstreuschicht angeordnet ist. Die Formulierung „
„zumindest eine der" steht für „und/oder". Das heißt, dass die Formulierung „zumindest eine der Konversionsschicht und der Farbstreuschicht" für die Formulierung „die
Konversionsschicht und/oder die Farbstreuschicht" steht. Das heißt, dass nach dieser Ausführungsform vorgesehen ist, dass das Plättchen auf seiner abgewandten Oberfläche eine Kavität aufweist, in welcher die Konversionsschicht und/oder die Farbstreuschicht angeordnet ist respektive sind.
Eine Kavität der vorliegenden Erfindung bezeichnet
insbesondere eine Vertiefung. Durch das Vorsehen einer solchen Kavität ist in vorteilhafter Weise die Möglichkeit gegeben, eine ebene Oberfläche des Plättchens herzustellen, indem so viel von der Schicht gebildet wird, bis die Schicht bündig mit der oberen Kante der Kavität oder Vertiefung ist. Sollte die Kavität noch nicht vollständig gefüllt sein, so bleibt in vorteilhafter Weise immer noch Raum für ein
Aufbringen von zusätzlicher Schicht, beispielsweise
Konversions- und/oder Farbstreuschicht, nach der Montage des Bauteils, also insbesondere nach dem Anordnen des Plättchens auf der Leuchtfläche.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen eine mechanische Struktur aufweist, die ausgebildet ist, für einen weiteren Bearbeitungsprozess des Bauteils verwendet zu werden. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine einfache Weiterbearbeitung des Bauteils nach dem Anordnen des Plättchens auf der
Leuchtfläche ermöglicht ist.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mechanische Struktur eine Nut am Plättchenrand und/oder eine Stoppkante für einen Vergussprozess aufweist. Die Stoppkante zeigt in vorteilhafter Weise an, bis wohin oder wie viel aufgegossen werden darf im Vergussprozess. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein
Vergussprozess einfacher durchgeführt werden kann.
Insbesondere kann so vermieden werden, dass zu viel 1
Vergussmasse verwendet wird. Die Nut kann in vorteilhafter Weise zum Beispiel zum Eingießen eines Licht absorbierenden Kunststoffs verwendet werden, so dass die Nut mit dem
eingegossenen Kunststoff den Bereich mit einer geringeren Transmission oder den Licht undurchlässigen Bereich bildet.
Die Vergussmasse umfasst nach einer Ausführungsform
Titandioxid .
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zugewandte Oberfläche eine Aussparung aufweist, in welcher eine elektrische Kontaktierung der Lichtquelle angeordnet ist. Üblicherweise sind auf der Oberfläche des Trägers
Kontaktierungen, Bonddrähte, für die Dioden vorgesehen. Diese benötigen in der Regel Raum. Je nach benötigtem Raum im konkreten Anwendungsfall und konkreter Plättchengröße könnte es zur Kollision zwischen Plättchen und Kontaktierung kommen. Durch das Vorsehen der Aussparung wird das in vorteilhafter Weise vermieden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die
Aussparung mittels Ätzen gebildet ist. Das heißt, dass die Aussparung eine geätzte Aussparung ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen eine erhabene Struktur aufweist. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein
besonderer optischer Effekt oder ein besonderes optisches Erscheinungsbild bewirkt werden kann. Zum Beispiel erscheint die Emissionsfläche, also die Leuchtfläche, rund bei einer runden erhabenen Struktur. Insbesondere ist die erhabene Struktur zentriert gebildet bezogen auf die Oberfläche des Plättchen, von welcher sich die Struktur erhebt. Insbesondere weisen die erhabene Struktur und die Oberfläche ein
gemeinsames Zentrum auf. Die Oberfläche, von welcher sich die Struktur erhebt, bildet also eine Basisoberfläche für die Struktur. Insbesondere umfasst also das Plättchen eine Basis mit einer Basisoberfläche, von welcher sich die Struktur erhebt .
Das heißt, dass nach einer Ausführungsform vorgesehen ist, dass die erhabene Struktur rund ist.
In noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die
Lichtquelle und das Plättchen um-modelt und bis zu einer der Lichtquelle abgewandten Oberkante des Plättchens mittels einer Vergussmasse vergossen sind, so dass die Vergussmasse bündig mit der Oberkante ist. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein guter mechanischer
Schutz des Plättchens und der Lichtquelle gegeben ist.
Mittels des Vergießens bis zu der Oberkante des Plättchens wird in vorteilhafter Weise eine ebene Oberfläche geschaffen, auf der zum Beispiel einfach eine Sekundäroptik oder ein beliebig anderes weiteres Bauteil aufgesetzt werden kann. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild. Insbesondere wird die Montage einer
Sekundäroptik dadurch in vorteilhafter Weise erleichtert.
Molden entspricht vorzugsweise einem Spritzgießen und weist den Vorteil des härteren Materials und der definierteren Oberflächengeometrie auf. Dies im Vergleich zu einem
Vergießen. Hier ist das vergossene Material relativ dazu weicher und die Oberfläche bildet in der Regel Menisken aus, also eine weniger definierte Oberflächengeometrie als beim Molden .
Ein Molden im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbesondere ein Spritzpressen, insbesondere ein
folienunterstützes Spritzpressen. Das heißt, das dem Molden ein Spritzpressverfahren, insbesondere ein
folienunterstütztes Spritzpressverfahren zugrunde liegt. Dies im Unterschied zu einem klassischen Vergussprozess , in welchem keine homogene und ebene Oberfläche entstehen kann. Währenddessen kann bei einem Spritzpressen, insbesondere bei einem folienunterstützten Spritzpressen die elektronischen Bauteile (Diode, Chips, NTC-Sensor, weitere elektronische Bauteile) und weitere Komponenten komplett eingebettet werden. Dabei entsteht in vorteilhafter Weise eine definierte und glatte Oberfläche. Wenn im Sinne der vorliegenden
Erfindung nur von einem Vergießen geschrieben wird, so soll stets ein Molden mitgelesen werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vergussmasse eine gleiche Farbe aufweist wie die mittels der Farbstreuschicht erzeugte Farbe. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein einheitliches optisches Erscheinungsbild gegeben ist. Es kann nicht mehr oder nur schwer unterschieden werden zwischen Plättchen und Vergussmasse. Dies ist hier gewollt. Insbesondere ist dies aus Designgründen gewollt.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen aus zumindest einem der folgenden Gruppe von
Elementen gebildet ist: Glas, transparente Keramik, Silikon, Hybridmaterial, insbesondere Silikon/Epoxy, Plexiglas und Saphir.
Glas, transparente Keramik und Saphir weisen insbesondere den Vorteil auf, dass sie besonders hart und mechanisch stabil sind .
Glas, transparente Keramik, Silikon und Hybridmaterial, insbesondere Silikon/Epoxy, und Saphir weisen insbesondere den Vorteil auf, dass sie alterungsbeständig sind. Plexiglas weist insbesondere den Vorteil auf, dass es preisgünstig und einfach zu bearbeiten ist.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Plättchen mit der Konversionsschicht und der Farbstreuschicht vor dem Anordnen auf die Leuchtfläche auf eine optische
Eigenschaft vermessen wird, wobei das Plättchen nur dann auf die Leuchtfläche angeordnet wird, wenn die vermessene
optische Eigenschaft einer vorbestimmten Referenzeigenschaft entspricht. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass Plättchen, die bestimmte Eigenschaften nicht erfüllen, dadurch vor dem Anordnen aussortiert werden können. Dies reduziert in vorteilhafter Weise Yield-Verluste im
Vergleich zu dem Fall, wenn erst nach dem Anordnen des
Plättchens die optische Eigenschaft vermessen wird. Denn dann muss in der Regel das gesamte Bauteil aussortiert werden und nicht nur ein Plättchen. Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lichtquelle mit dem auf der Leuchtfläche angeordneten
Plättchen ummoldet und anschließend bis zu einer der
Lichtquelle abgewandten Oberkante des Plättchens mittels einer Vergussmasse vergossen wird, so dass die Vergussmasse bündig mit der Oberkante ist.
Ausführungen, Vorteile, Merkmale, technische Wirkungen, wie sie im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben werden, gelten analog für das Verfahren und umgekehrt.
Nach einer Ausführungsform sind mehrere Lichtquellen auf dem Träger gebildet. Die mehreren Lichtquellen sind
beispielsweise gleich oder insbesondere unterschiedlich gebildet .
In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Leuchtflächen vorgesehen. Die mehreren Leuchtflächen sind insbesondere gleich oder vorzugsweise unterschiedlich gebildet. Nach einer Ausführungsform sind die mehreren lichtemittierenden Dioden gleich oder beispielsweise unterschiedlich gebildet.
Bei mehreren Leuchtflächen ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass ein einzelnes oder ein einziges Plättchen vorgesehen ist, dass auf den mehreren Leuchtflächen
angeordnet ist. Bei mehreren Leuchtflächen ist nach einer anderen Ausführungsform vorgesehen, dass auf jeder Leuchtfläche jeweils ein einzelnes Plättchen angeordnet ist. Bei mehreren Leuchtflächen ist nach einer weiteren
Ausführungsform vorgesehen, dass auf einer oder mehreren Leuchtflächen jeweils ein einzelnes Plättchen angeordnet ist, wobei auf einer oder mehreren weiteren Leuchtflächen ein gemeinsames Plättchen angeordnet ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass mehrere Plättchen vorgesehen sind, die jeweils gemeinsam auf mehreren Leuchtflächen angeordnet sind.
Nach einer Ausführungsform ist die lichtemittierende Diode eine Laserdiode. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine hohe Lichtleistung und
vorzugsweise eine hohe Leuchtdichte bereitgestellt werden kann .
In einer Ausführungsform ist die lichtemittierende Diode als ein LED-Chip gebildet. LED steht für „light emitting diode", also lichtemittierende Diode.
Nach einer Ausführungsform ist die Farbstreuschicht eine weiße Farbstreuschicht. In weiteren Ausführungsformen ist die Farbstreuschicht eine rote, gelbe, grüne, orange oder
violette Farbstreuschicht. Insbesondere sind beliebige Farben vorgesehen. Dies insbesondere abhängig von dem konkreten Anwendungsfall . Nach einer Ausführungsform sind die Farbstreumittel oder die Farbstreupartikel nicht-fluoreszierende Farbstreumittel oder nicht-fluoreszierende Farbstreupartikel. Das heißt
insbesondere, dass die Farbstreupartikel nicht fluoreszieren bei Anregung durch das Licht, welches mittels der
Leuchtfläche abgestrahlt wird.
In einer Ausführungsform ist der Träger ein Lead-Frame, auf Deutsch: Anschlussrahmen oder Leiterrahmen. In einer Ausführungsform beträgt eine Dicke des Plättchens 60 ym bis 400 ym. In der Regel gilt folgendes: Je dünner das Plättchen desto leichter zu entwärmen und desto
preisgünstiger. Je dicker das Plättchen desto mechanisch besser zu strukturieren und desto mechanisch stabiler.
Nach einer Ausführungsform sind mehrere Konversionsschichten und/oder Farbstreuschichten vorgesehen, die beispielsweise nebeneinander oder übereinander auf der jeweiligen Oberfläche 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, wobei Fig. 1 eine Draufsicht von schräg oben auf ein
optoelektronisches Bauteil,
Fig. 2 eine Draufsicht von schräg oben auf ein weiteres optoelektronisches Bauteil, wobei eine Vergussmasse
durchsichtig dargestellt ist,
Fig. 3 eine Draufsicht von schräg oben auf das weitere Bauteil gemäß Fig. 2, wobei die Vergussmasse nicht
durchsichtig gezeichnet ist,
Fig. 4 eine schräge Draufsicht auf die Unterseite des Bauteils gemäß Fig. 2,
Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht eines anderen
optoelektronischen Bauteils,
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres optoelektronisches Bauteil , Fig. 7 eine seitliche Schnittansicht eines anderen
optoelektronischen Bauteils, Fig. 8 eine Draufsicht auf ein weiteres optoelektronisches Bauteil ,
Fig. 9 eine seitliche Schnittansicht des
optoelektronischen Bauteils gemäß Fig. 8,
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils,
Fig. 11 bis 13 jeweils ein Plättchen in verschiedenen
Ansichten,
Fig. 14 ein optoelektronisches Bauteil umfassend das
Plättchen gemäß den Fig. 11 bis 13, Fig. 15 ein anderes optoelektronisches Bauteil und
Fig. 16 ein weiteres optoelektronisches Bauteil zeigen .
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche
Bezugszeichen verwendet werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass in einigen Zeichnungen einige Merkmale nur schematisch oder unvollständig dargestellt sind oder ganz fehlen. Dies soll einer besseren Übersicht dienen.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht von schräg oben auf ein
optoelektronisches Bauteil 101. Die einzelnen Elemente des Bauteils 101 sind bereits mittels einer weißen Vergussmasse 109 vergossen, sodass nicht sämtliche Elemente des Bauteils 101 sichtbar sind, wobei einige Elemente zumindest teilweise sichtbar sind. Zum Beispiel ist ein Träger 103 teilweise sichtbar. Auf diesem Träger 103 ist eine Lichtquelle gebildet, wobei diese
Lichtquelle in der in Fig. 1 gezeigten Darstellung nicht sichtbar ist. Insofern ist auch die lichtemittierende Diode, welche eine Leuchtfläche der Lichtquelle bildet, nicht sichtbar .
Gezeigt und sichtbar ist aber ein transparentes Plättchen 105, welches eine Konversionsschicht 107 aufweist. Die
Konversionsschicht 107 ist auf einer der Leuchtfläche
zugewandten Oberfläche des Plättchens 105 angeordnet. Für eine bessere Darstellung der zugewandten Oberfläche und einer der Leuchtfläche abgewandten Oberfläche des Plättchens wird auf die SchnittZeichnungen der noch folgenden Figuren
verwiesen.
Der Übersicht halber ebenfalls nicht dargestellt ist eine Farbstreuschicht zum Erzeugen einer Farbe mittels Streuung von Licht. Diese ist auf der abgewandten Oberfläche des
Plättchens 105 angeordnet, also der Konversionsschicht 107 gegenüberliegend .
Bezogen auf eine Abstrahlrichtung des von der Leuchtfläche emittierten Lichts ist die Farbstreuschicht nach der
Konversionsschicht 107 angeordnet. Das heißt, dass bezogen auf die Abstrahlrichtung die Konversionsschicht 107 vor der Farbstreuschicht angeordnet ist. Die Abstrahlrichtung ist hier mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 113 symbolisch gekennzeichnet .
Die einzelnen Elemente des Bauteils 101 sind vergossen. Dies mittels der Vergussmasse 109. Das heißt, dass nach dem
Vergießen die Vergussmasse 109 ein Gehäuse für die einzelnen Elemente des Bauteils 101 bildet.
Das Bezugszeichen 111 zeigt auf einen Ort einer Schutzdiode, die zum Bauteil 101 zugehört, wobei die Schutzdiode ebenfalls mittels der Vergussmasse 109 vergossen ist. Die Schutzdiode 111 ist vorgesehen, um einen Schutz gegen elektrostatische Entladungen zu haben. Die Schutzdiode kann insofern
insbesondere als ESD-Diode bezeichnet werden, wobei "ESD" für die englischen Begriffe "electrostatic discharge", also elektrostatische Entladung, steht.
Der Träger 103 ist insbesondere mit Gold beschichtet.
Vorzugsweise ist der Träger 103 ein Lead-Frame. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht von schräg oben auf ein weiteres optoelektronisches Bauteil 201. Zur besseren Darstellung der Elemente des Bauteils 101 ist die weiße Vergussmasse 109 durchsichtig gezeichnet, was in der Realität natürlich nicht der Fall ist. Dadurch sind nun einzelne Elemente des Bauteils 201 sichtbar. Wie die Fig. 2 zeigt, umfasst das Bauteil 201 einen Träger 103, auf welchem zwei Leuchtflächen 203 gebildet sind. Jede der Leuchtflächen 203 umfasst eine
lichtemittierende Diode, die der Übersicht halber nicht im Detail dargestellt ist. Die beiden Leuchtflächen bilden hier eine Lichtquelle.
Sichtbar sind nun zwei Schutzdioden 205, die im Folgenden auch als ESD-Diode bezeichnet werden können. Zwei ESD-Dioden 205 deshalb, um jede der beiden lichtemittierenden Dioden gegen elektrostatische Entladungen zu schützen.
Sichtbar und gezeigt sind weitere Träger 207, die getrennt von dem Träger 103 gebildet sind, wobei die ESD-Dioden 205 und ein NTC-Temperatursensor 209 auf den weiteren Trägern 207 angeordnet sind (NTC steht für „Negative Temperature
Coefficient Thermistors", kennzeichnet also einen
Heißleiter) . In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die weiteren Träger 207 integral mit dem Träger 103 gebildet sind. Das heißt, dass in diesem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel die weiteren Träger 207 Teil des Trägers 103 sind. Das heißt, dass hier dann die ESD- Dioden 205 sowie der NTC-Temperatursensor 209 gemeinsam auf dem Träger 103 angeordnet sind. Das Bezugszeichen 211 zeigt auf Bonddrähte für eine
elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Elementen des Bauteils 101, insbesondere für eine elektrische Kontaktierung der Leuchtdioden und der ESD-Dioden 205.
Es wird an dieser Stelle angemerkt, dass in den Zeichnungen der Übersicht halber nicht sämtliche Details an elektrischen Kontaktierungen gezeigt sind. Insbesondere sind diese
teilweise lediglich schematisch angedeutet.
Pro Leuchtfläche ist ein transparentes Plättchen 105
vorgesehen, das analog zu dem Bauteil 101 gemäß Fig. 1 gebildet und auf der jeweiligen Leuchtfläche 203 angeordnet ist, beispielsweise geklebt.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht von schräg oben auf das Bauteil 201 gemäß Fig. 2, wobei nun die Vergussmasse 109 nicht mehr durchsichtig gezeichnet ist, sondern vielmehr nicht
durchsichtig. Die Farbe der Vergussmasse 109 ist weiß. Die nicht dargestellte Farbstreuschicht ist ebenfalls eine weiße Farbstreuschicht, sodass nicht mehr unterschieden werden kann zwischen Plättchen 105 einerseits und Vergussmasse 109 andererseits. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein
homogenes optisches Gesamtbild bewirkt.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite des Bauteils 201 gemäß Fig . 2. Fig. 5 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines weiteren optoelektronischen Bauteils 501.
Der Träger 503 des Bauteils 501 ist hier nur schematisch angedeutet. Auf dem Träger 503 ist eine Lichtquelle 505 angeordnet oder gebildet. Diese Lichtquelle 505 weist eine nicht gezeigte lichtemittierende Diode auf, die eine
Leuchtfläche 507 bildet. Aufgrund der gewählten seitlichen Schnittansicht ist eine der Leuchtfläche 507 zugewandte Oberfläche 511 eines zumindest teilweise transparenten Plättchens 509 dargestellt. Die der Leuchtfläche 507 abgewandte Oberfläche des Plättchens 509 ist mit dem Bezugszeichen 513 gekennzeichnet. Auf der zugewandten Oberfläche 511 ist eine Konversionsschicht 515 gebildet. Auf der abgewandten Oberfläche 513 ist eine Farbstreuschicht 517 gebildet. Bezogen auf eine Abstrahlrichtung des von der
Leuchtfläche 507 emittierten Lichts ist die Farbstreuschicht 517 nach der Konversionsschicht 515 angeordnet. Das heißt, dass bezogen auf die Abstrahlrichtung die Konversionsschicht 515 vor der Farbstreuschicht 517 angeordnet ist. Die
Abstrahlrichtung ist hier mit einem Pfeil mit dem
Bezugszeichen 521 symbolisch gekennzeichnet.
Das Bezugszeichen 517 zeigt auf die Farbstreuschicht, die auf der abgewandten Oberfläche 513 des Plättchens 509 angeordnet ist. Hierbei ist auf der abgewandten Oberfläche 513 eine Kavität 519 gebildet, in welcher die Farbstreuschicht 517 angeordnet ist.
Fig. 6 zeigt ein weiteres optoelektronisches Bauteil 600 in einer Draufsicht von oben. Es sind nicht sämtliche Elemente des Bauteils 600 gezeichnet.
Gezeichnet ist ein zumindest teilweise transparentes
Plättchen 601, welches auf den beiden LED-Chips 603 des
Bauteils 600 angeordnet ist. Die LED-Chips 603 bilden jeweils eine Leuchtfläche 107. Das heißt, dass im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ein Plättchen 601 zwei
Leuchtflächen bedeckt und auf diesen angeordnet ist. In Fig. 2 ist für jede Leuchtfläche ein eigenes Plättchen vorgesehen.
Das Plättchen 601 ist zumindest teilweise transparent, da es eine Struktur 605 aufweist, die nicht transparent gebildet ist. Anstelle oder zusätzlich zu der Struktur 605 ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform eine Beschichtung vorgesehen. Die Struktur 605 weist einen Abschnitt 607 auf, der sich über die gesamte Länge des Plättchens 601 erstreckt. Mittig zwischen den beiden LED-Chips 603 ist ein weiterer Abschnitt 609 der Struktur 605 gebildet, wobei dieser weitere Abschnitt 609 senkrecht zu dem Abschnitt 607 angeordnet ist. Das heißt, dass die Struktur 605 eine T-Form aufweist. Diese Struktur 605 dient zur Kontrasterhöhung zwischen den LED- Chips 603 und einer Umgebung des Bauteils 600. Alternativ ist insbesondere vorgesehen, dass die Struktur als ein Bereich mit einer verringerten Transmission (, aber immer noch transparent, also einer Transmission von größer Null)
verglichen zu der Transmission des restlichen Plättchens 601 gebildet ist.
Fig. 7 zeigt ein weiteres optoelektronisches Bauteil 701. Auch hier ist der Träger 503 nur schematisch angedeutet. Dies gilt auch für die Lichtquelle 505. Die Leuchtfläche 507 ist mit einem Plättchen 703 bedeckt. Das heißt, dass das
Plättchen 703 auf der Leuchtfläche 507 angeordnet ist. Auch hier ist die Konversionsschicht 515 auf der Oberfläche 511 des Plättchens 703 angeordnet, welche der Leuchtfläche 507 zugewandt ist. Die Farbstreuschicht ist der Übersicht halber nicht gezeigt, ist aber auf der abgewandten Oberfläche 513 angeordnet . In der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist das transparente Plättchen 703 als ein optisches Element ausgebildet, hier beispielsweise als eine Plankonvexlinse.
Fig. 8 zeigt auf eine Draufsicht von oben auf ein anderes optoelektronisches Bauteil 800. Auch hier ist ein
transparentes Plättchen 801 vorgesehen, welches auf
derjenigen Oberfläche, welche einer Leuchtfläche des Bauteils 800 zugewandt ist, eine Konversionsschicht 803 aufweist. Die der Leuchtfläche abgewandte Oberfläche ist mit dem
Bezugszeichen 805 versehen. Der Träger für die Leuchtfläche ist mit dem Bezugszeichen 809 gekennzeichnet, die Lichtquelle mit dem Bezugszeichen 811. Das Bezugszeichen 807 zeigt auf ein Eckbondpad für einen Bonddraht 211. Die Fig. 9 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Bauteils 800 gemäß der Schnittlinie A-A' aus Fig. 8. Die zugewandte Oberfläche weist das Bezugszeichen 901 auf. Die Leuchtfläche weist das Bezugszeichen 903 auf.
Aufgrund des Eckbondpads 807, welches in einem Eckbereich des Trägers 809 angeordnet ist, muss das Plättchen 801 in diesem Bereich eine Aussparung 911 aufweisen, die insbesondere aus dem Glasplättchen 801 geätzt ist. Dadurch kann in
vorteilhafter Weise das Glasplättchen 801 größer als der Träger 809 gebildet sein. Das heißt, dass das Plättchen 801 über den Träger 809 herausragt. Auch hier sind die einzelnen Elemente des Bauteils 800 mittels einer Vergussmasse 905 vergossen. Analog zu Fig. 1 bildet auch hier die Vergussmasse 905 ein Gehäuse für die Elemente des Bauteils 800, wobei aber hier das Gehäuse nicht vollständig dargestellt, sondern vielmehr in einer abgeschnittenen Version dargestellt ist.
Das Bezugszeichen 913 zeigt auf einen Doppelpfeil, welcher den Abstand einer Oberkante der geätzten Aussparung 911 und der Oberkante des Trägers 809 darstellen soll. Dieser Abstand beträgt beispielsweise 150 ym.
Diese Ausführungsform gemäß den Fig. 8 und 9 umfasst also insbesondere den Gedanken, ein geätztes Glasplättchen zu verwenden, um eine Aussparung zu bilden, um einen
ausreichenden Abstand zwischen einer Oberkante des Trägers und einer Unterkante des Plättchens in einem definierten Bereich zu haben. Dadurch ist Raum geschaffen, in welchem beispielsweise eine Kontaktierung, insbesondere ein
Eckbondpad und ein Bonddraht, Platz finden. Dies ist
insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich bei der
Kontaktierung um einen Reverse-Bond handelt.
Nach dem Ätzen ist dann insbesondere vorgesehen, dass die Konversionsschicht 803 auf die entsprechende Oberfläche gesprüht wird. Der Bonddraht 211 ist nach dem Vergießen in der Vergussmasse versteckt. Bei der Vergussmasse oder
Moldmasse handelt es sich beispielsweise um ein Silikon umfassend Titandioxid.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass das Plättchen rechteckig mit einer Kantenlänge a ausgesägt und nach dem Bonden des Chips auf den Träger 809 auf den Chip montiert wird. Es ist insbesondere vorgesehen, dass beim Ätzen des
Glasplättchens Strukturen für runde, quadratische oder rechteckige Chips, insbesondere Chip-Mesas, hergestellt werden, wobei aber auch Mesas mit einem Bondpad hergestellt werden können. Mesa bezeichnet die Halbleiterstruktur (zum Beispiel GaAs, InGaAlP) eines LED-Chips. Die
Halbleiterstruktur ist auf einem Trägermaterial (zum Beispiel Ge) aufgebracht. Ein Bereich des Trägermaterials ist frei von der Halbleiterstruktur. Auf diesem Bereich ist ein
metallisches Bondpad angeordnet. Solche LED-Chips sind nach einer Ausführungsform vorgesehen.
Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur
Herstellung eines optoelektronischen Bauteils. In einem Schritt 1001 wird ein zumindest teilweise
transparentes Plättchen mit zwei gegenüberliegenden
Oberflächen bereitgestellt. In einem Schritt 1003 wird zumindest eine Konversionsschicht und zumindest eine
Farbstreuschicht zum Erzeugen einer Farbe mittels Streuung von Licht auf zumindest einer der Oberflächen des Plättchens gebildet. In einem Schritt 1005 wird ein Träger
bereitgestellt, auf dem eine Lichtquelle gebildet ist, die zumindest eine von einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden gebildete Leuchtfläche aufweist. In einem Schritt 1007 wird das Plättchen auf die Leuchtfläche angeordnet, sodass eine der Oberflächen des Plättchens eine der Leuchtfläche zugewandte Oberfläche bildet und die andere Oberfläche des Plättchens eine der Leuchtfläche abgewandte Oberfläche bildet, sodass die Konversionsschicht bezogen auf eine
Abstrahlrichtung von Licht von der Leuchtfläche vor der
Farbstreuschicht angeordnet ist, sodass mittels der
Leuchtfläche emittiertes Licht zuerst konvertiert und dann gestreut werden kann.
Zusammenfassend beruht die vorliegende Erfindung insbesondere auf einer Kombination folgender Merkmale: 1. Definierte Dicke des Plättchens, wobei die Dicke
insbesondere im Bereich von 100 ym liegt, vorzugsweise zwischen 60 ym und 400 ym.
2. Eine mechanische Stabilität des Plättchens und des
Gehäuses. Das Gehäuse wird insbesondere durch einen
Vergussprozess und/oder durch ein Molding, also einem
Moldprozess) gebildet. Allgemein soll bei Vergussmasse stets Moldmasse mitgelesen werden. 3. Konversion. Dies wird insbesondere mittels der
Konversionsschicht bewirkt. Dies wird kostengünstig
hergestellt, insbesondere, indem die Konversionsschicht auf Glas, also auf einem Glasplättchen, gebildet wird respektive ist .
4. Sogenannte "OffState Color", also ein visueller
Farbeindruck des Bauteils in einem ausgeschalteten Zustand der Lichtquellen, also wenn diese kein Licht emittieren.
Dieser Farbeindruck im ausgeschalteten Zustand wird
insbesondere durch die Farbstreuschicht bewirkt.
Hier wird vorgeschlagen, ein transparentes Plättchen zu beschichten. Das transparente Plättchen kann zum Beispiel aus Glas, transparenter Keramik, Silikon, Hybridmaterial
(Silikon/Epoxy) , Plexiglas, Saphir etc. bestehen. Das
Plättchen kann in einer Ausführungsform wie folgt hergestellt werden : 1. Beschichten der Oberseite mit einer oder mehreren
Konversionsschichten (über- oder nebeneinander) . Hierbei kann zum Beispiel Spray Coating und/oder Molding (also ein
Moldprozess) verwendet werden.
2. Beschichten der Rückseite mit einem weißen Film, zum
Beispiel T1O2
3. Vereinzeln der Plättchen
4. Elektrooptische Charakterisierung. Ein weiteres alternatives/abgewandeltes Herstellungsverfahren gemäß einer anderen Ausführungsform:
1. Beschichten der Oberseite mit einem weißen Film und einer KonversionsSchicht
2. Vereinzeln der Plättchen
3. Elektrooptische Charakterisierung.
Die Plättchen können analog auch mit anderen Materialien beschichtet werden und dadurch andere Funktionalitäten erfüllen, wie zum Beispiel
- als Tageslichtfilter bei Detektoren
- als optischer Filter für BLU-Anwendungen (BLU steht für Back light unit, Hintergrundbeleuchtungseinheit)
- um andere Farben/OffState Color darzustellen
- Erhöhung des Kontrastes zwischen LED & Package (also
Bauteil) Umgebung (zum Beispiel für Video Walls oder
Shutterkante)
- alternativ kann auch die Konversionsschicht oder die
Offstate Color Schicht (Farbstreuschicht) entfallen
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, das Plättchen als optisches Element zu verwenden. Beispielhafte
Ausführungsmöglichkeiten sind wie folgt:
- durch Ätzen eingebrachte Auskoppelstrukturen (Linse, zum Beispiel Fresnelstruktur, Plankonvex, Konkav etc.) Auf das Plättchen können zudem Alignment-Strukturen zum
Beispiel für eine Sekundär-Optik aufgebracht oder eingeätzt werden . Das Plättchen kann mechanisch schon vorbearbeitet sein, indem z.B. eine Nut am Plättchenrand (Mold Flashfrei für FAM (Foil assisted molding, also Folien assistiertes Molden) oder für Vergussprozesse als Stoppkante) eingebracht ist oder das Plättchen auf der Oberseite eine Vertiefung (Casting von Konverter oder Ti02~Kavität ) aufweist. Zudem ist vorzugsweise vorgesehen, das Plättchen im Zentrum erhaben zu gestalten, zum Beispiel rund, um ein besonderes optisches
Erscheinungsbild zu erzielen. Hier erscheint zum Beispiel visuell die Emissionsfläche des Chips rund (Design Merkmal) .
Erfindungsgemäß ist als eine Herstellung eines flachen und mechanisch stabilen Packages (Bauteils) ermöglicht.
Das Plättchen kann insbesondere wie folgt als Konstruktions- und Konversionselement in LEDs verwendet werden:
1. Aufkleben des Plättchens auf einen LED-Chip (, der sichtbares Licht und/oder UV-Licht und/oder IR-Licht
abstrahlt) . Somit dient das Plättchen als Konversionselement und auch um die entsprechende Off State Color (also einen
Farbeindruck, wenn das Bauteil ausgeschaltet ist, also kein Licht emittiert) zu erzeugen.
2a. Ein/Ummolden des Stacks (LED-Chip + Plättchen) mittels Foil Assisted Molding (FAM) zum Beispiel weißes Epoxy Mold Verbund .
2b. Vergießen bis zur Plättchenoberkante mit T1O2 gefülltem Silikon/Epoxy.
2c. Aufbringen einer Sekundäroptik auf das erzeugte Package. Weißer Farbeindruck bei ausgeschaltetem Bauteil, wird also insbesondere erzeugt durch die weiße Farbstreuschicht und das weiße Gehäusematerial (weiße Vergussmasse) . Ferner ist insbesondere eine visuelle Entkoppelung von lichtemittierender Fläche (Leuchtfläche) und Geometrie
Offstate Color (Plättchen wird als Design-Element genutzt, zum Beispiel erscheint das gesamte Package gelb) . Plättchen wirkt ferner vorzugsweise als Konversionselement:
Ein Vorteil ist ferner, dass ein günstiger
Herstellungsprozess für das Plättchen auf Substrat-Level gegeben ist, zum Beispiel können 4" Glassubstrate verwendet werden. Ferner ist eine flexible Anpassung der Plättchengröße mittels Sägen und/oder Lasern auf die entsprechende Chipgröße (bevorzugt beispielsweise rechteckig) oder als Design-Element (im Gehäuse) möglich. Das Plättchen wird vorzugsweise vor dem Aufbringen auf dem
Chip elektrooptisch vermessen und sortiert, zum Beispiel nach dem Farbort. Dadurch können Yield-Verluste zum Beispiel durch einen falschen Farbort reduziert werden. Des Weiteren weist das erfindungsgemäße Bauteil folgenden Vorteile auf:
Teure Keramiklayer, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, können ersetzt werden durch das erfindungsgemäße
Plättchen. Aktuell gibt es keine warmweißen Keramik-Phosphor- Layer .
Ferner kann der Stack (Chip (oder Lichtquelle) + Plättchen) in der Höhe angeglichen werden an weitere Stacks bei
Verwendung von mehreren Chips (Multichip) mit verschiedenen Z-Höhen auf einem Substrat, zum Beispiel CoB.
Ein weitere Vorteil ist die große Flexibilität: Die
Verwendung von verschiedenen Phosphor-Plättchen auf einem CoB-Modul/Multichip-Bauteil ist beispielsweise möglich und vorgesehen .
LEDs ohne Konversionsschicht, die visuell weiß wirken, sind beispielsweise möglich mit einem Plättchen ohne
Konversionsschicht, nur mit Farbstreuschicht, wobei auch bei Vorhandensein der Konversionsschicht aufgrund der weißen Farbstreuschicht ein weißer visueller Eindruck entsteht. Das Plättchen muss nicht zwangsläufig nur die Chip- Dimensionen abbilden. Größere Ausführungen sind möglich und vorgesehen, wobei das Plättchen zum Beispiel die Package- Oberseite abdeckt (schützt) oder direkt auf eine Kavität aufgesetzt wird.
Fig. 11 bis 13 zeigen jeweils ein Plättchen 1101 respektive in einer Seitenansicht, einer schrägen Draufsicht und eine Draufsicht für ein optoelektronisches Bauteil. Das Plättchen 1101 umfasst einen Basis 1103 mit einer
Basisoberfläche 1105, die einen erhabenen Abschnitt 1107 aufweist. Der erhabene Abschnitt 1107 ist rund. Eine von der Basisoberfläche 1105 beabstandete Oberfläche des Abschnitts 1107 ist mit dem Bezugszeichen 1109 gekennzeichnet. Auf der Oberfläche 1109 ist vorzugsweise eine Farbstreuschicht (nicht gezeigt) aufgebracht, insbesondere zusätzlich eine
Konversionsschicht (nicht gezeigt) . Das Plättchen 1101 weist also eine erhabene Struktur auf, den erhabenen Abschnitt 1107.
Die Basis 1103 weist eine Quadratform aufweisend eine
Aussparung 1111 auf. Das heißt, dass ohne die Aussparung 1111 die Basis 1103 ein Quadrat wäre. Die Aussparung 1111 ist in einem Eckbereich des Quadrats gebildet. Anstelle eines
Quadrats ist einer nicht gezeigten Ausführungsform ein
Rechteck vorgesehen. Die Basis 1103 ist also als ein Quadrat mit einer ausgesparten Ecke gebildet. Dadurch ist in
vorteilhafter Weise Raum für einen Bonddraht 211 und ein Eckbondpad 807 geschaffen, wie anhand des in Fig. 14
gezeigten optoelektronischen Bauteils 1401.
Den Oberflächen 1105 und 1109 gegenüberliegend ist eine weitere Oberfläche gebildet, die mit dem Bezugszeichen 1113 gekennzeichnet ist. Wenn das Plättchen 1101 auf eine
Leuchtfläche gesetzt oder angeordnet ist, so ist diese weitere Oberfläche 1113 die Oberfläche des Plättchens, die der Leuchtfläche zugewandert ist. Die Oberfläche 1109 ist der Leuchtfläche dann abgewandt.
Eine Konversionsschicht kann insbesondere auch auf die weitere Oberfläche 1113 aufgebracht werden. Die Basis 1103 weist nach einer Ausführungsform eine Nut auf. Die Nut kann in vorteilhafter Weise zum Beispiel zum
Eingießen eines Licht absorbierenden Kunststoffs verwendet werden, so dass die Nut mit dem eingegossenen Kunststoff einen Bereich mit einer geringeren Transmission oder einen Licht undurchlässigen Bereich bildet.
Fig. 14 zeigt das Plättchen 1101 angeordnet auf einer
Leuchtfläche des optoelektronischen Bauteils 1401. Fig. 15 zeigt das Bauteil 1401 mit einer Vergussmasse 1501, die im ausgehärteten Zustand ein Gehäuse für die Elemente des Bauteils 1401 bildet. Es ist vorgesehen, dass nach dem
Vergussprozess , also nach dem Aushärten, die Vergussmasse 1501 bündig mit der Oberfläche 1109 ist.
Fig. 16 zeigt ein weiteres Bauteil 1601, das ähnlich wie das Bauteil 1401 aufgebaut ist. Hier allerdings weist ein LED- Chip 1603 des Bauteils 1601 eine Rechteckform auf. Ein
Plättchen 1605, welches auf einer Leuchtfläche des LED-Chips 1603 angeordnet ist, ist ähnlich zu dem Plättchen 1101 gebildet, wobei hier die Basis 1103 eine Rechteckform
aufweisend eine Aussparung (nicht gezeigt) für den Bonddraht 211 und das Eckbondpad 807 aufweist. Der erhabene Abschnitt 1107 weist eine Halbkreisform auf. In nicht gezeigten
Ausführungsformen sind andere Formen vorgesehen, zum Beispiel eine Kreisform. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte
Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
Optoelektronisches Bauteil 101, 201, 600, 800
Träger 103, 809
Plättchen 105, 509, 601, 703, 801, 1101
Konversionsschicht 107, 515, 803
Vergussmasse 109
Schutzdiode 111
Leuchtfläche 203, 507
Lichtquelle 505
Zugewandte Oberfläche 511
Abgewandte Oberfläche 513
Farbstreuschicht 517
Kavität 519
LED-Chip 603
Struktur 605
Aussparung 911, 1111

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauteil (101), umfassend:
- einen Träger (103),
- eine auf dem Träger (103) gebildete Lichtquelle (505),
- die zumindest eine von einer oder mehreren
lichtemittierenden Dioden gebildete Leuchtfläche (203) aufweist, wobei
- auf der Leuchtfläche (203) ein zumindest teilweise
transparentes Plättchen (105) angeordnet ist,
- das eine der Leuchtfläche (203) zugewandte (511) und
eine der Leuchtfläche (203) abgewandte Oberfläche (513) aufweist, wobei
- auf zumindest einer der zugewandten und abgewandten
Oberflächen (511, 513) zumindest eine Konversionsschicht (107) und eine Farbstreuschicht (517) zum Erzeugen einer Farbe mittels Streuung von Licht angeordnet sind, wobei
- die Konversionsschicht (107) bezogen auf eine
Abstrahlrichtung von Licht von der Leuchtfläche (203) vor der Farbstreuschicht (517) angeordnet ist, so dass mittels der Leuchtfläche (203) emittiertes Licht zuerst konvertiert und dann gestreut werden kann.
2. Optoelektronisches Bauteil (101) nach Anspruch 1, wobei das Plättchen zumindest einen lichtundurchlässigen Bereich (605) aufweist.
3. Optoelektronisches Bauteil (101) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Plättchen als Linse ausgebildet ist.
4. Optoelektronisches Bauteil (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Plättchen eine Ausrichtungsstruktur zum Ausrichten eines weiteren Bauteils relativ zum Bauteil aufweist .
5. Optoelektronisches Bauteil (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Plättchen auf seiner abgewandten Oberfläche (513) eine Kavität (519) aufweist, in welcher zumindest eine der Konversionsschicht (107) und der
Farbstreuschicht (517) angeordnet ist.
6. Optoelektronisches Bauteil (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Plättchen eine mechanische Struktur aufweist, die ausgebildet ist, für einen weiteren
Bearbeitungsprozess des Bauteils verwendet zu werden.
7. Optoelektronisches Bauteil (101) nach Anspruch 6, wobei die mechanische Struktur eine Nut am Plättchenrand
und/oder eine Stoppkante für einen Vergussprozess
aufweist .
8. Optoelektronisches Bauteil (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zugewandte Oberfläche (511) eine Aussparung (911) aufweist, in welcher eine elektrische Kontaktierung der Lichtquelle (505) angeordnet ist.
9. Optoelektronisches Bauteil (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Plättchen eine erhabene Struktur aufweist .
10. Optoelektronisches Bauteil (101) nach einem der
vorherigen Ansprüche, wobei die Lichtquelle (505) und das Plättchen ummodelt und bis zu einer der Lichtquelle (505) abgewandten Oberkante des Plättchens mittels einer
Vergussmasse (109) vergossen sind, so dass die
Vergussmasse (109) bündig mit der Oberkante ist.
11. Optoelektronisches Bauteil (101) nach Anspruch 10, wobei die Vergussmasse (109) eine gleiche Farbe aufweist wie die mittels der Farbstreuschicht (517) erzeugte Farbe.
12. Optoelektronisches Bauteil (101) nach einem der
vorherigen Ansprüche, wobei das Plättchen aus zumindest einem der folgenden Gruppe von Elementen gebildet ist:
Glas, transparente Keramik, Silikon, Hybridmaterial, insbesondere Silikon/Epoxy, Plexiglas, Saphir.
13. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauteils (101), insbesondere eines optoelektronischen Bauteils (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines zumindest teilweise transparenten Plättchens (105) mit zwei gegenüberliegenden
Oberflächen,
- Bilden zumindest einer Konversionsschicht (107) und
einer Farbstreuschicht (517) zum Erzeugen einer Farbe mittels Streuung von Licht auf zumindest einer der
Oberflächen des Plättchens,
- Bereitstellen eines Trägers (103), auf dem eine
Lichtquelle (505) gebildet ist, die zumindest eine von einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden gebildete
Leuchtfläche (203) aufweist,
- Anordnen des Plättchens auf die Leuchtfläche (203) , so dass eine der Oberflächen des Plättchens eine der
Leuchtfläche (203) zugewandte Oberfläche (511) bildet und die andere Oberfläche des Plättchens eine der
Leuchtfläche abgewandte Oberfläche (513) bildet, so dass
- die Konversionsschicht (107) bezogen auf eine
Abstrahlrichtung von Licht von der Leuchtfläche (203) vor der Farbstreuschicht (517) angeordnet ist, so dass mittels der Leuchtfläche (203) emittiertes Licht zuerst konvertiert und dann gestreut werden kann.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Plättchen mit der Konversionsschicht (107) und der Farbstreuschicht (517) vor dem Anordnen auf die Leuchtfläche (203) auf eine optische Eigenschaft vermessen wird, wobei das Plättchen nur dann auf die Leuchtfläche (203) angeordnet wird, wenn die vermessene optische Eigenschaft einer vorbestimmten Referenzeigenschaft entspricht.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die
Lichtquelle (505) mit dem auf der Leuchtfläche (203) angeordneten Plättchen ummoldet und anschließend bis zu einer der Lichtquelle (505) abgewandten Oberkante des Plättchens mittels einer Vergussmasse (109) vergossen wird, so dass die Vergussmasse (109) bündig mit der Oberkante ist.
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