WO2016150837A1 - Optoelektronische leuchtvorrichtung und verfahren zur herstellung einer optoelektronische leuchtvorrichtung - Google Patents

Optoelektronische leuchtvorrichtung und verfahren zur herstellung einer optoelektronische leuchtvorrichtung Download PDF

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WO2016150837A1
WO2016150837A1 PCT/EP2016/055926 EP2016055926W WO2016150837A1 WO 2016150837 A1 WO2016150837 A1 WO 2016150837A1 EP 2016055926 W EP2016055926 W EP 2016055926W WO 2016150837 A1 WO2016150837 A1 WO 2016150837A1
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light
microlenses
emitting surface
microlens structure
conversion layer
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PCT/EP2016/055926
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Christian LEIRER
Alexander Linkov
Matthias Sperl
Matthias Kiessling
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Definitions

  • the object underlying the invention can therefore be seen to provide an efficient concept, wel Ches a color homogeneity improved by means of a conversion ⁇ layer converted light of a light emitting diode.
  • an optoelectronic light-emitting device comprising:
  • microlens structure having a plurality of microlenses is arranged on a light-emitting surface of the diode
  • the invention thus comprises, in particular and among other things, the idea of a first one based on the emission direction of the light-emitting surface of the light-emitting diode Micro lens structure comprising arranging a plurality of microlenses and only then to provide the conversion layer.
  • the technical advantage is achieved that first the light emitted by means of the light-emitting surface is imaged by the microlens structure and only then converted by means of the conversion layer.
  • This allows better mixing of the different conversion paths in particular causes, which in turn ultimately causes a verb ⁇ provement in the color-over-angle behavior.
  • the better mixing results in particular from the additional
  • a color uniformity can be improved by a predetermined Minim ⁇ tentfernung or a predetermined minimum distance between the micro-lens structure to the conversion layer in particular. This in particular if the microlens structure should have one or more ball lenses, which will be described further below.
  • a microlens in accordance with the present invention in particular to a size that lies in the order of egg ⁇ Nigen micrometers, in particular of a few 10 ym, and in particular of some 100 ym.
  • a micro ⁇ lenses has a diameter between 5 ym and 100 ym.
  • a conversion layer in the context of the present invention is in particular designed to at least partially convert the light which is emitted by means of the light-emitting surface of the light-emitting diode into light having a wavelength or a wavelength range which differs from the wavelength or the wavelength range is the light that is emitted by means of the lichtemittie ⁇ Governing surface.
  • the light emitted by the light-emitting surface may be called a primary light.
  • the converted light may, for example, be called a secondary light.
  • the conversion layer comprises according to an embodiment ei ⁇ NEN phosphorus.
  • a microlens structure in the sense of the present invention comprises, for example, a matrix of microlenses.
  • a sol ⁇ che matrix of microlenses comprises a plurality of, for example, Spal ⁇ th and, for example multiple rows each having microlenses.
  • a light emitting diode may also be referred to as a light emitting diode (LED). According to one embodiment, a plurality of light-emitting
  • the microlens structure includes a plurality of microlenses complete substrate which is angeord ⁇ net on the light emitting surface. That means in particular that the substrate is a component to ⁇ collectively the plurality of micro lenses, which separates overall is formed from the light emitting diode.
  • a microlens structure can be manufactured separately from the light emitting diode. This has in particular the advantage of an efficient and simplified production of the optoelectronic light-emitting device.
  • a substrate is prepared having a plurality of microlenses or provided, which is then disposed on the light emitting Oberflä ⁇ surface.
  • the microlens structure is formed as a substrate comprising a plurality of microlenses. That means in particular that the Mikrolin ⁇ class structure consists of a substrate comprising a plurality of Mik ⁇ rolinsen.
  • the plurality of microlenses of the substrate are integrally formed therewith.
  • the several microlenses and the substrate form a common component.
  • the technical advantage is in particular causes a effi cient ⁇ and simplified manufacture of the substrate, the plurality of micro lenses is provided comprising.
  • the substrate and the plurality of microlenses for example, can be advantageously produced in a common manufacturing step.
  • the plurality of microlenses of the substrate are separated therefrom gebil ⁇ det. That means in particular that the plurality of Mik ⁇ rolinsen of the substrate and the substrate to form separate components.
  • a substrate can first be provided on which a plurality of microlenses are then arranged, in which case this substrate with the plurality of microlenses is arranged on the light-emitting surface.
  • the technical advantage is in particular causes sub ⁇ strat and microlenses can be manufactured independently of each other, which can, for example, provisioning process allow a high flexibility in manufacturing.
  • the several microlenses of the microlens structure are formed as singulated microlenses, so that the singly formed microlenses are arranged separately from one another on the light-emitting surface.
  • the technical advantage is achieved that these at least some microlenses can be produced separately from the lichtemittie ⁇ generating diode, which can for example cause a high degree of flexibility in the manufacturing process.
  • all microlenses of the microlens structure are formed as singulated microlenses, so that the singly formed microlenses are arranged separately on the light-emitting surface.
  • Isolated microlenses are thus formed separately from each other elements or components.
  • the singularly formed microlenses are each formed as a sphere.
  • the technical advantage is ⁇ acts that the microlenses are technically easy to manufacture.
  • the ball is a glass ball.
  • the sporadically formed microlenses are glass spheres.
  • a plastic ball can be provided according to one embodiment, a plastic ball.
  • the sparsely formed microlenses are plastic balls.
  • the microlens structure is adhered to the light-emitting surface.
  • This is particularly the technical on ⁇ part causes an efficient attachment of Mikrolin ⁇ class structure is made possible on the light emitting surface.
  • the microlens structure is adhered to the light emitting surface by means of an adhesive on the light emitting surface.
  • an adhesive comprises in particular silicone. So that means that, for example, a silicone adhesive is used to the micro lens structure ben on the light emitting surface to smal ⁇ .
  • the gluing of the microlens structure on the light emitting surface a hardening of the adhesive, in particular silicone, to summarizes ⁇ .
  • the silicone is a clear silicone.
  • the adhesive in particular the silicone ver ⁇ thinned with a solvent will respectively.
  • a solvent is, for example, an n-heptane.
  • the adhesive in particular the silicone, is applied to the light-emitting surface by means of spraying (also known as spray coating) and / or by means of dispensing.
  • spraying also known as spray coating
  • dispensing can be referred to German with “Molden” and refers to a process step in an injection molding process ⁇ .
  • the conversion layer is sprayed on the microlens structure.
  • Conversion layer is formed as a topography of microlens ⁇ structure mapping conversion layer. That means, in particular, that the conversion layer is applied to the microlens structure in such a way that it images the topography of the microlens structure. That means in particular that the conversion layer has a Topographic ⁇ chromatography corresponding to the topography of the microlens structure.
  • the technical advantage is brought about that an influence can be made on a radiation characteristic of the optoelectronic lighting device. In particular, this can advantageously be used to set a specific emission characteristic.
  • the conversion layer has a thickness between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m.
  • the microlenses as semispherical lenses or are formed as prisms.
  • the technical advantage is achieved that a specific Abstrahlcha ⁇ characteristic or optical imaging can be achieved by means of the microlenses.
  • all microlenses of the microlens structure are formed as hemispherical lenses or as prisms.
  • the microlens structure comprises a glass and / or a plastic or is formed from glass and / or plastic.
  • the Mikrolin ⁇ class structure may comprise in combination the following materials separately or after further embodiments: fused silica (in English: "Fused Silica"), silicon, borosilicate glass, Si ⁇ liziumdioxid (Si0 2) ⁇
  • the substrate is gebil ⁇ det according to one embodiment as a plate.
  • the substrate is formed according to a further embodiment of quartz glass, silicone or borosilicate glass or comprises such a material or more of such materials.
  • the substrate according to one embodiment has a thickness of 100 ym. In particular, the substrate has a thickness between 50 ym and 150 ym.
  • arranging the microlens structure on the light-emitting surface comprises arranging a substrate comprising a plurality of microlenses onto the light-emitting surface.
  • the plurality of microlenses of the substrate are integrally formed therewith.
  • arranging the microlens structure on the light-emitting surface comprises arranging isolated microlenses on the light-emitting surface, so that the sparsely formed microlenses are arranged separately from each other on the light-emitting surface.
  • the microlenses isolated formed ge ⁇ forms in each case as a ball.
  • the balls have a diameter of 50 ym in one embodiment.
  • the balls have a diameter of 20 ym to 100 ym.
  • the ball is formed, for example, of silicon dioxide (Si0 2 ).
  • a diameter of the ball depends in particular on a color location of the electromagnetic radiation emitted by the LED and / or on an LED size.
  • Surface comprises gluing the microlens structure on the light-emitting surface.
  • an adhesive layer is applied to the light emitting surface, said microlenses isolated formed are applied to the adhesive layer after application of the adhesive layer, said removed after the application of a monolayer of microlenses exceeding club ⁇ isolated formed by the adhesive layer advertising so that the remaining isolated microlenses formed a monolayer of isolated microlenses bil ⁇ the.
  • Microlenses is applied to the light-emitting surface.
  • the removal includes, for example, shaking off the excess microlenses.
  • Superfluous microlenses are microlenses that exceed the monolayer, which is too much.
  • the application of the singly formed microlenses includes, for example, immersing the adhesive layer in a plurality of singularly formed microlenses. In another embodiment, it is provided that the conversion layer is sprayed onto the microlens structure.
  • the conversion layer is formed as a topography of the microlenses ⁇ structure imaging conversion layer. According to another embodiment, it is provided that at least some of the microlenses are formed as hemispherical lenses or as prisms.
  • the opto-electronic lighting device by means of the method for
  • lens profiles or lens shapes may be provided for the microlenses: plano-convex, biconvex, aspherical or spherical.
  • the carrier is formed as a substrate according to one embodiment.
  • the light emitting diode is formed as an LED chip.
  • the light emitting diode is a laser diode.
  • the microlens structure is arranged on the light-emitting surface such that the microlenses are formed or arranged facing away from the light-emitting surface.
  • the conversion layer comprises according to an embodiment ei ⁇ NEN phosphorus.
  • the conversion layer comprises silicone in order to advantageously adhere the conversion layer to the microlens structure.
  • the carrier is a leadframe.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a microlens ⁇ structure
  • Fig. 2 is an oblique plan view of the microlens structure of Fig. 1,
  • FIG. 3 shows the microlens structure according to FIG. 1 after a singulation
  • FIG. 5 shows the optoelectronic lighting device according to FIG. 4 having a conversion layer
  • FIG. Fig. 6 shows a further optoelectronic lighting device even without a microlens structure and a conversion ⁇ layer
  • FIG. 7 shows the optoelectronic lighting device according to FIG. 6 with an adhesive layer
  • FIG. 8 shows the optoelectronic light-emitting device according to FIG. 7, having a microlens structure, FIG.
  • FIG. 9 shows the optoelectronic lighting device according to FIG.
  • FIG. 10 shows a flow diagram of a method for producing an optoelectronic light-emitting device.
  • FIG. 1 shows a microlens structure 101 in a lateral sectional view.
  • the microlens structure 101 has a substrate 103.
  • the substrate 103 is formed, for example, as a glass plate.
  • the substrate 103 may comprise the following materials, individually or in combination: quartz glass, silicone, borosilicate glass.
  • microlenses 105 are arranged, which are formed as hemispherical lenses. According to the embodiment shown in FIG. 1, the microlenses 105 are integrally formed with the substrate 103. That is to say in particular ⁇ sondere that the substrate 103, a microlens structure is embossed on ⁇ .
  • a thickness of the substrate 103 may be 100 ⁇ m in one embodiment.
  • the microlenses 105 are formed as hemispherical lenses. In further embodiments, not shown, the following lens profiles or lens shapes may be provided: plano-convex, biconvex or aspherical or spherical. In an embodiment, not shown, it is provided that the microlenses 105 are formed as prisms.
  • FIG. 2 shows the microlens structure 101 according to FIG. 1 in an oblique top view.
  • FIG. 3 shows the microlens structure 101 according to FIG. 1 after singulation.
  • the microlens structure 101 of FIG. 1 has been singulated.
  • the substrate 103 has been shared. That means in particular that a plurality of part substrates WUR separated from the substrate 103 103 ⁇ .
  • the dicing of the substrate 103 may include sawing and / or laser cutting and / or scoring with subsequent breakage.
  • the separated substrates are provided in Fig. 3 for clarity again with the problemsszei ⁇ chen 103rd
  • the individual lens structures which have been isolated in this way are likewise provided with the reference numeral 101.
  • a size of the singular microlens structures 101 is selected such that they can cover a light-emitting surface of a light-emitting diode. That means, in particular, that a size corresponding to the light-emitting surface is selected for the individual microlens structures 101.
  • FIG. 4 shows an optoelectronic lighting device 401 without a conversion layer.
  • the optoelectronic light-emitting device 401 comprises a carrier 403, which may be formed, for example, as a substrate.
  • a light-emitting diode 405 is arranged on the carrier 403, .
  • the light-emitting diode 405 is beispielswei ⁇ se formed as an LED chip.
  • the light-emitting diode 405 may be formed, for example, as a La ⁇ serdiode. In the embodiment shown in FIG. 4, the light emitting diode 405 is partially in
  • the light emitting diode 405 is not embedded.
  • the light emitting diode 405 has a light emitting surface 407 facing away from the carrier 403.
  • an adhesive layer 409 is applied, which may comprise silicone, for example. That means in particular that for example a silicone layer as adhesive layer 409 on the light emitting surface 407 up ⁇ is introduced.
  • the isolated microlens structure 101 according to FIG. 3 is applied to the adhesive layer 409, so that the microlens structure 101 is glued onto the light-emitting surface 407.
  • the application include the Mikrolin ⁇ class structure 101 on the light emitting surface 407 ei ⁇ nen die-bonding process, so a machine setting of the microlens structure 101 to the adhesive layer 409th
  • the microlens structure 101 is arranged on the light-emitting surface 407 such that the microlenses 105 are formed or arranged away from the light-emitting surface 407.
  • Fig. 5 shows the optoelectronic lighting device 401 ge ⁇ Frankfurtss FIG. 4 comprising a conversion layer 501.
  • the conversion layer 501 comprises, for example, a phos phor ⁇ .
  • the conversion layer 501 Sili ⁇ kon to the conversion layer to stick advantageously effi cient ⁇ on the microlens structure 101 and to the support 103rd
  • the conversion layer 501 is covered after application of the conversion layer 501 at least the microlenses 105 of the Mik ⁇ rolinsen Design 101. This is effected in an advantageous manner that the Tarbil- finished by means of the microlens structure 101 light passes through the conversion layer 501 and in this at least partially, in particular completely is KONVER ⁇ advantage.
  • the conversion layer is called 501 with a spraying process, in English "spray coating", ⁇ be applied.
  • the optoelectronic lighting device 401 thus has a prestructured microlens structure 101. Pre-structured because an already finished microlens structure is placed or placed on the light-emitting surface 407. Prestructures particular vorgefer ⁇ Untitled is here.
  • Such prefabricated microlens structures are particularly suitable for light-emitting Dio ⁇ den, which are designed as ingot chips or flip-chips.
  • such microlens structures as are used for the optoelectronic light-emitting device 401 are suitable for light-emitting diodes without bonding notch, that is to say for light-emitting diodes which are formed as surface emitters with two rear-side contacts.
  • bond notch refers to a wire bonding surface on a chip top.
  • FIG. 6 shows a further optoelectronic lighting device 601 without an adhesive layer, without a microlens structure and without a conversion layer.
  • the optoelectronic light-emitting device 601 likewise comprises a carrier 403 and a light-emitting diode 405, which has a light-emitting surface 407.
  • Fig. 7 shows the opto-electronic light-emitting device 601, where ⁇ is applied at on the light emitting surface 407 an adhesive layer 409th
  • This adhesive layer 409 may be the same adhesive layer 409 as in the optoelectronic light emitting device 401.
  • a thin layer of a clear silicone ⁇ the emit light are applied to the diode 405 on the light emitting surface 407th
  • This thin layer is the adhesive layer 409.
  • Thin in the context of the present invention means, in particular, that the layer, ie for example the adhesive layer 409, has a thickness between 0.5 .mu.m and 10 .mu.m.
  • the adhesive layer 409 may be, for example n-heptane, undiluted or diluted with a Lö ⁇ solvents. Insbeson ⁇ particular, the adhesive layer may be applied by means of a 409 Sprühprozes- ses and / or a Dispensens.
  • Fig. 8 shows the opto-electronic light-emitting device 601 ge ⁇ Telss Fig. 7 comprising a microlens structure 801 comprising a plurality of scattered glass balls 803 as microlenses.
  • These glass beads 803 are, for example, Si0 2, so Siliziumdi ⁇ oxide, formed and have for example a diameter of 50 ym on.
  • These glass spheres 803, which may also be referred to as glass beads, are used in one embodiment as follows applied to the light-emitting surface 407 ⁇ .
  • the optoelectronic light emitting device 601 of FIG. 7 is dipped in a number of glass beads 803, at least the optoelectronic light emitting device of FIG. 7 is immersed in a plurality of glass beads 803 so far that the adhesive layer 409 dips into this plurality of glass beads 803. This advantageously causes glass beads 803 to adhere or adhere to the adhesive layer 409.
  • a monolayer of Glaskügel ⁇ surfaces 803 is provided on the light emitting surface is arranged surface-407th
  • the excess glass beads 803 are shaken off. After shaking off, it is then provided in particular that the adhesive layer 409 hardens. This under predetermined conditions, ie below a predetermined temperature in a predetermined period of time and, for example, under the irradiation of UV light.
  • FIG. 9 shows the optoelectronic light-emitting device 601 of FIG. 8 after curing of the adhesive layer 409, wherein now a conversion layer 501 is applied to the microlens structure 801 comprising the glass beads 803.
  • the conversion layer 501 can, according to one embodiment, be applied analogously to the conversion layer 501 of the optoelectronic lighting device 401.
  • the conversion layer 501 is so positioned on the microlens structure 801 ⁇ claimed that in this case the topography of the glass beads 803 is largely reproduced.
  • a topography of the glass beads can be imaged 803 is provided according to an embodiment that a layer thickness of the Konversi ⁇ ons slaughter 801 above the glass beads 803 between 5 ym and 100 ym is.
  • FIG. 10 shows a flowchart of a method for producing an optoelectronic lighting device. The method comprises the following steps:
  • the invention therefore includes, in particular and among other things, the idea of producing or applying a microlens structure to a light-emitting surface of a light-emitting diode.
  • the microlens structure includes, for example, hemispherical lenses or prisms.
  • the surface generated by the microlens structure, optically-defined topography is over-molded with a conversion material, that is to say that a conversion layer is applied to this Oberflä ⁇ chentopographie. This is done, for example, by means of a spraying process, ie by means of a spray coating process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung, umfassend: - einen Träger (403), - auf welchem eine lichtemittierende Diode (405) angeordnet ist, - wobei auf einer lichtemittierenden Oberfläche (407) der Diode eine mehrere Mikrolinsen (105) aufweisende Mikrolinsenstruktur (101, 801) angeordnet ist, - wobei auf der Mikrolinsenstruktur eine Konversionsschicht (501) angeordnet ist, - so dass von der lichtemittierenden Oberfläche (407) emittiertes Licht zumindest teilweise durch die Mikrolinsenstruktur (101, 801) abgebildet und dann konvertiert werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.

Description

OPTOELEKTRONISCHE LEUCHTVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER
OPTOELEKTRONISCHE LEUCHTVORRICHTUNG
BESCHREIBUNG
Bei mittels Spraycoating aufgebrachten, dünnen Konversionsschichten führen die großen Unterschiede in den optischen Weglängen innerhalb der Konversionsschicht (Sili¬ kon/Konverter-Gemisch) für manche Applikationen zu einem nicht akzeptablen Farbe-über-Winkel-Verhalten (Farbhomogenität) bei weiß konvertierten, blauen Chips. Senkrechte, blaue Emission aus dem Chip wird aufgrund der geringen Dicke wenig konvertiert, bei großen Winkeln tritt jedoch eine sehr ausge¬ prägte Konversion auf.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 104 220.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Dieses Verhalten gilt ebenso für Konversionsplättchen (Silikon/Konverter-Gemisch) , welche in einem separaten Verfahren mittels Siebdruck hergestellt und anschließend maschinell auf den blauen Chip aufgesetzt werden.
Bisher wurde zur Verbesserung der Farbhomogenität Diffusorma- terial (beispielsweise AI2O3) dem Silikon/Konverter-Gemisch beigemengt oder als separate Schicht auf der Konversions¬ schicht abgeschieden. Aufgrund der damit verbundenen, erhöhten Streuung kann die Farbhomogenität in gewissen Grenzen verbessert werden.
Aufgrund der erhöhten Streuung wird teilweise aber auch Licht in Richtung Substrat oder Chip rückgestreut, was dabei teil- weise absorbiert werden kann (je nach Reflektivität der Ober¬ flächen, Anregung im pn-Übergang) . Dies kann zu einem Effek- tivitätsverlust führen .
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein effizientes Konzept bereitzustellen, wel- ches eine Farbhomogenität von mittels einer Konversions¬ schicht konvertiertem Licht einer Leuchtdiode verbessert.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der un- abhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprü¬ chen .
Nach einem Aspekt wird eine optoelektronische Leuchtvorrich- tung bereitgestellt, umfassend:
- einen Träger,
- auf welchem eine lichtemittierende Diode angeordnet ist,
- wobei auf einer lichtemittierenden Oberfläche der Diode eine mehrere Mikrolinsen aufweisende Mikrolinsenstruktur angeordnet ist,
- wobei auf der Mikrolinsenstruktur eine Konversions¬ schicht angeordnet ist,
- so dass von der lichtemittierenden Oberfläche emittiertes Licht zumindest teilweise durch die Mikrolinsen- struktur abgebildet und dann konvertiert werden kann.
Nach noch einem Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Trägers, auf welchem eine lichtemit¬ tierende Diode angeordnet ist,
- Anordnen einer mehrere Mikrolinsen aufweisende Mikrolinsenstruktur auf eine lichtemittierende Oberfläche der lichtemittierenden Diode,
- Anordnen einer Konversionsschicht auf die Mikrolinsen¬ struktur,
- so dass von der lichtemittierenden Oberfläche emittiertes Licht zumindest teilweise durch die Mikrolinsen¬ struktur abgebildet und dann konvertiert werden kann.
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, bezogen auf die Abstrahlrichtung der lichtemittierenden Oberfläche der lichtemittierenden Diode zunächst eine Mikrolinsenstruktur aufweisend mehrere Mikrolinsen anzuordnen und erst dann die Konversionsschicht vorzusehen. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass zunächst das mittels der lichtemittierenden Oberfläche emittierte Licht durch die Mikrolinsenstruktur abgebildet und erst dann mittels der Konversionsschicht konvertiert wird. Dadurch wird insbesondere eine bessere Durchmischung der unterschiedlichen Konversionspfade bewirkt, was wiederum letztlich eine Verbes¬ serung im Farbe-über-Winkel-Verhalten bewirkt. Die bessere Durchmischung resultiert insbesondere aus der zusätzlichen
Lichtstreuung aufgrund der Mikrolinsenstruktur. Eine Farbhomogenität kann insbesondere durch eine vorbestimmte Mindes¬ tentfernung oder einen vorbestimmten Mindestabstand der Mikrolinsenstruktur zu der Konversionsschicht verbessert werden. Dies insbesondere, wenn die Mikrolinsenstruktur eine oder mehrere Kugellinsen aufweisen sollte, was im Folgenden weiter beschrieben wird.
Eine Mikrolinse im Sinne der vorliegenden Erfindung weist insbesondere eine Größe auf, die in der Größenordnung von ei¬ nigen Mikrometern, insbesondere von einigen 10 ym, insbesondere von einigen 100 ym liegt. Vorzugsweise weist eine Mikro¬ linsen einen Durchmesser zwischen 5 ym und 100 ym auf. Eine Konversionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ausgebildet, das Licht, welches mittels der lichtemittierenden Oberfläche der lichtemittierenden Diode emittiert wird, zumindest teilweise in Licht zu konvertieren, welches eine Wellenlänge oder einen Wellenlängenbereich auf- weist, der verschieden von der Wellenlänge oder dem Wellenlängenbereich des Lichts ist, das mittels der lichtemittie¬ renden Oberfläche emittiert wird. Das Licht, welches mittels der lichtemittierenden Oberfläche emittiert wird, kann zum Beispiel als Primärlicht bezeichnet werden. Das konvertierte Licht kann zum Beispiel als Sekundärlicht bezeichnet werden. Die Konversionsschicht umfasst nach einer Ausführungsform ei¬ nen Phosphor. Eine Mikrolinsenstruktur im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst beispielsweise eine Matrix aus Mikrolinsen. Eine sol¬ che Matrix aus Mikrolinsen umfasst zum Beispiel mehrere Spal¬ ten und zum Beispiel mehrere Zeilen jeweils aufweisend Mikro- linsen.
Eine lichtemittierende Diode kann auch als eine Leuchtdiode bezeichnet werden (auf Englisch: Light Emitting Diode, LED) . Nach einer Ausführungsform sind mehrere lichtemittierenden
Dioden vorgesehen. Ausführungen, die im Zusammenhang mit einer lichtemittierenden Diode gemacht sind, gelten analog für mehrere lichtemittierende Dioden. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mikrolinsenstruktur ein mehrere Mikrolinsen umfassendes Substrat umfasst, welches auf der lichtemittierenden Oberfläche angeord¬ net ist. Das heißt also insbesondere, dass das Substrat um¬ fassend die mehreren Mikrolinsen ein Bauteil ist, welches ge- trennt von der lichtemittierenden Diode gebildet ist. Somit kann eine Mikrolinsenstruktur getrennt von der lichtemittierenden Diode hergestellt werden. Dies weist insbesondere den Vorteil einer effizienten und vereinfachten Herstellung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung auf. So kann also nach einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass ein Substrat aufweisend mehrere Mikrolinsen hergestellt oder bereitgestellt wird, welches anschließend auf die lichtemittierende Oberflä¬ che angeordnet wird. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mikrolinsenstruktur als ein Substrat aufweisend mehrere Mikrolinsen gebildet ist. Das heißt also insbesondere, dass die Mikrolin¬ senstruktur aus einem Substrat besteht, welches mehrere Mik¬ rolinsen umfasst.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mehreren Mikrolinsen des Substrats mit diesem integral gebildet sind. Das heißt also insbesondere, dass die mehreren Mikrolinsen und das Substrat ein gemeinsames Bauteil bilden. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effi¬ ziente und vereinfachte Herstellung des Substrats aufweisend die mehreren Mikrolinsen ermöglicht ist. Insbesondere können das Substrat und die mehreren Mikrolinsen zum Beispiel in vorteilhafter Weise in einem gemeinsamen Herstellungsschritt hergestellt werden.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mehreren Mikrolinsen des Substrats getrennt von diesem gebil¬ det sind. Das heißt also insbesondere, dass die mehreren Mik¬ rolinsen des Substrats und das Substrat getrennte Bauteile bilden. Somit kann also zunächst ein Substrat bereitgestellt werden, auf welchem dann mehrere Mikrolinsen angeordnet wer- den, wobei dann dieses Substrat mit den mehreren Mikrolinsen auf die lichtemittierende Oberfläche angeordnet wird. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass Sub¬ strat und Mikrolinsen voneinander unabhängig hergestellt werden können, was zum Beispiel eine hohe Flexibilität im Her- stellungsprozess ermöglichen kann.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest einige der mehreren Mikrolinsen der Mikrolinsenstruk- tur als vereinzelte Mikrolinsen gebildet sind, so dass die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen getrennt voneinander auf der lichtemittierenden Oberfläche angeordnet sind. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass diese zumindest einige Mikrolinsen getrennt von der lichtemittie¬ renden Diode hergestellt werden können, was zum Beispiel eine hohe Flexibilität im Herstellungsprozess bewirken kann. Zum Beispiel ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass sämtliche Mikrolinsen der Mikrolinsenstruktur als vereinzelte Mikrolinsen gebildet sind, sodass die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen getrennt voneinander auf der lichtemittierenden Oberfläche angeordnet sind. Vereinzelte Mikrolinsen sind also getrennt voneinander gebildete Elemente oder Bauteile. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen jeweils als eine Kugel gebildet sind. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil be¬ wirkt, dass die Mikrolinsen technisch einfach herzustellen sind. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kugel eine Glaskugel ist. Das heißt also insbesondere, dass die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen Glaskugeln sind. Anstelle einer Glaskugel kann nach einer Ausführungsform eine Plastikkugel vorgesehen sein. Das heißt also insbesondere, dass nach einer Ausführungsform die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen Plastikkugeln sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mikrolinsenstruktur auf der lichtemittierenden Oberfläche aufgeklebt ist. Dadurch wird insbesondere der technische Vor¬ teil bewirkt, dass eine effiziente Befestigung der Mikrolin¬ senstruktur auf der lichtemittierenden Oberfläche ermöglicht ist . Nach einer Ausführungsform ist die Mikrolinsenstruktur auf der lichtemittierenden Oberfläche mittels eines Klebstoffs auf der lichtemittierenden Oberfläche aufgeklebt. Ein solcher Klebstoff umfasst insbesondere Silikon. Das heißt also, dass zum Beispiel ein Silikonkleber verwendet wird, um die Mikro- linsenstruktur auf die lichtemittierende Oberfläche zu kle¬ ben .
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Aufkleben der Mikrolinsenstruktur auf die lichtemittierende Oberfläche ein Aushärten des Klebstoffs, insbesondere des Silikons, um¬ fasst .
Nach einer Ausführungsform ist das Silikon ein Klarsilikon. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine Lichtausbeute der lichtemittierenden Diode verbes¬ sert werden kann. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Klebstoff, insbesondere das Silikon, mit einem Lösungsmittel ver¬ dünnt ist respektive wird. Ein Lösungsmittel ist zum Beispiel ein n-Heptan.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Klebstoff, insbesondere das Silikon, mittels eines Sprühens (auch Spraycoating genannt) und/oder mittels eines Dispensens auf die lichtemittierende Oberfläche aufgebracht wird. Der Be- griff „dispensen" kann ins Deutsche mit „Molden" bezeichnet werden und bezeichnet einen Prozessschritt in einem Spritz¬ gussverfahren .
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Konversi- onsschicht auf der Mikrolinsenstruktur aufgesprüht ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Konversionsschicht effizient auf die Mikrolinsen¬ struktur aufgebracht werden kann. Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die
Konversionsschicht als eine eine Topographie der Mikrolinsen¬ struktur abbildende Konversionsschicht gebildet ist. Das heißt also insbesondere, dass die Konversionsschicht derart auf der Mikrolinsenstruktur aufgebracht ist, dass diese die Topographie der Mikrolinsenstruktur abbildet. Das heißt also insbesondere, dass auch die Konversionsschicht eine Topogra¬ phie aufweist, die der Topographie der Mikrolinsenstruktur entspricht. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein Einfluss auf eine Abstrahlcharakteristik der optoelektronischen Leuchtvorrichtung genommen werden kann. Insbesondere kann dadurch in vorteilhafter Weise eine bestimmte Abstrahlcharakteristik eingestellt werden. Zum Abbilden der Topographie der Mikrolinsenstruktur ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Konversionsschicht eine Dicke zwischen 1 ym und 100 ym aufweist.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest einige der Mikrolinsen als halbsphärische Linsen oder als Prismen gebildet sind. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine bestimmte Abstrahlcha¬ rakteristik oder optische Abbildung mittels der Mikrolinsen erreicht werden kann. Nach einer Ausführungsform ist vorgese- hen, dass sämtliche Mikrolinsen der Mikrolinsenstruktur als halbsphärische Linsen oder als Prismen gebildet sind.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mikrolinsenstruktur ein Glas und/oder einen Kunststoff umfasst oder aus Glas und/oder aus Kunststoff gebildet ist. Die Mikrolin¬ senstruktur kann nach weiteren Ausführungsformen folgende Materialien einzeln oder in Kombination umfassen: Quarzglas (auf Englisch: „Fused Silica") , Silikon, Borsilikatglas, Si¬ liziumdioxid (Si02) ·
Das Substrat ist nach einer Ausführungsform als Platte gebil¬ det .
Das Substrat ist nach einer weiteren Ausführungsform aus Quarzglas, Silikon oder Borsilikatglas gebildet oder umfasst ein solches Material oder mehrerer solcher Materialien.
Das Substrat weist nach einer Ausführungsform eine Dicke von 100 ym auf. Insbesondere weist das Substrat eine Dicke zwi- sehen 50 ym und 150 ym auf.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anordnen der Mikrolinsenstruktur auf die lichtemittierende Oberfläche ein Anordnen eines mehrere Mikrolinsen umfassenden Substrats auf die lichtemittierende Oberfläche umfasst.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mehreren Mikrolinsen des Substrats mit diesem integral gebildet sind. In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anordnen der Mikrolinsenstruktur auf die lichtemittierende Oberfläche ein Anordnen von vereinzelt gebildeten Mikrolinsen auf die lichtemittierende Oberfläche umfasst, so dass die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen getrennt voneinander auf die lichtemittierende Oberfläche angeordnet werden.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen jeweils als eine Kugel ge¬ bildet sind. Die Kugeln weisen nach einer Ausführungsform einen Durchmesser von 50 ym auf. Insbesondere weisen die Kugeln einen Durchmesser von 20 ym bis 100 ym auf. Die Kugel ist zum Beispiel aus Siliziumdioxid (Si02) gebildet. Ein Durchmesser der Kugel hängt insbesondere von einem Farbort der mittels der LED emittierten elektromagnetischen Strahlung und/oder von einer LED-Größe ab.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anordnen der Mikrolinsenstruktur auf die lichtemittierende
Oberfläche ein Kleben der Mikrolinsenstruktur auf die lichtemittierende Oberfläche umfasst.
Nach noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Klebschicht auf die lichtemittierende Oberfläche aufgebracht wird, wobei nach dem Aufbringen der Klebschicht vereinzelt gebildete Mikrolinsen auf die Klebschicht aufgebracht werden, wobei nach dem Aufbringen eine Monolage übersteigend verein¬ zelt gebildete Mikrolinsen von der Klebschicht entfernt wer- den, so dass die verbliebenen vereinzelt gebildeten Mikrolinsen eine Monolage aus vereinzelt gebildeten Mikrolinsen bil¬ den .
Das heißt also insbesondere, dass dadurch der technische Vor- teil bewirkt werden kann, dass lediglich eine Monolage aus
Mikrolinsen auf der lichtemittierenden Oberfläche aufgebracht ist. Das Entfernen umfasst zum Beispiel ein Abschütteln der überflüssigen Mikrolinsen. Überflüssige Mikrolinsen sind Mikrolinsen, die die Monolage übersteigen, also zu viel sind.
Das Aufbringen der vereinzelt gebildeten Mikrolinsen umfasst zum Beispiel ein Eintauchen der Klebschicht in eine Vielzahl von vereinzelt gebildeten Mikrolinsen. In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Konversionsschicht auf die Mikrolinsenstruktur aufgesprüht wird .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Konversionsschicht als eine eine Topographie der Mikrolinsen¬ struktur abbildende Konversionsschicht gebildet wird. Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest einige der Mikrolinsen als halbsphärische Linsen oder als Prismen gebildet sind.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die opto- elektronische Leuchtvorrichtung mittels des Verfahrens zur
Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung hergestellt ist respektive wird.
In weiteren Ausführungsformen können folgende Linsenprofile oder Linsenformen für die Mikrolinsen vorgesehen sein: plankonvex, bikonvex, asphärisch oder sphärisch.
Der Träger ist nach einer Ausführungsform als ein Substrat gebildet .
In einer Ausführungsform ist die lichtemittierende Diode als ein LED-Chip gebildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist die lichtemittierende Diode eine Laserdiode.
In einer Ausführungsform wird die Mikrolinsenstruktur derart auf die lichtemittierende Oberfläche angeordnet, dass die Mikrolinsen abgewandt von der lichtemittierenden Oberfläche gebildet oder angeordnet sind.
Die Konversionsschicht umfasst nach einer Ausführungsform ei¬ nen Phosphor. In einer Ausführungsform umfasst die Konversionsschicht Sili¬ kon, um in vorteilhafter Weise die Konversionsschicht an die Mikrolinsenstruktur zu kleben.
Nach einer Ausführungsform ist der Träger ein Leadframe.
Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Das heißt also insbesonde¬ re, dass technische Funktionalitäten, Vorteile und Ausführun¬ gen, wie sie im Zusammenhang mit der optoelektronischen
Leuchtvorrichtung gemacht sind, analog für das Verfahren und umgekehrt gelten. 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 erläu- tert werden, wobei
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Mikrolinsen¬ struktur, Fig. 2 eine schräge Draufsicht auf die Mikrolinsenstruktur der Fig. 1,
Fig. 3 die Mikrolinsenstruktur gemäß Fig. 1 nach einem Vereinzeln,
Fig. 4 eine optoelektronische Leuchtvorrichtung noch ohne eine Konversionsschicht,
Fig. 5 die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß Fig 4 aufweisend eine Konversionsschicht, Fig. 6 eine weitere optoelektronische Leuchtvorrichtung noch ohne eine Mikrolinsenstruktur und eine Konversions¬ schicht,
Fig. 7 die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß Fig. 6 mit einer KlebstoffSchicht ,
Fig. 8 die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß Fig. 7 aufweisend eine Mikrolinsenstruktur,
Fig. 9 die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß Fig.
8 aufweisend eine Konversionsschicht und
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung zeigen .
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszei- chen verwendet werden.
Fig. 1 zeigt eine Mikrolinsenstruktur 101 in einer seitlichen Schnittansicht . Die Mikrolinsenstruktur 101 weist ein Substrat 103 auf. Das Substrat 103 ist zum Beispiel als eine Glasplatte gebildet. Das Substrat 103 kann nach weiteren Ausführungsformen folgende Materialien einzeln oder in Kombination umfassen: Quarzglas, Silikon, Borsilikatglas.
Auf dem Substrat 103 sind mehrere Mikrolinsen 105 angeordnet, die als halbsphärische Linsen gebildet sind. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Mikrolinsen 105 integral mit dem Substrat 103 gebildet. Das heißt also insbe¬ sondere, dass dem Substrat 103 eine Mikrolinsenstruktur auf¬ geprägt ist. Eine Dicke des Substrats 103 kann nach einer Ausführungsform 100 ym betragen.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Mikrolin- sen 105 als halbsphärische Linsen gebildet. In weiteren nicht gezeigten Ausführungsformen können folgende Linsenprofile o- der Linsenformen vorgesehen sein: plankonvex, bikonvex oder asphärisch oder sphärisch. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mikrolinsen 105 als Pris- men gebildet sind.
Fig. 2 zeigt die Mikrolinsenstruktur 101 gemäß Fig. 1 in einer schrägen Draufsicht. Fig. 3 zeigt die Mikrolinsenstruktur 101 gemäß Fig. 1 nach einem Vereinzeln.
Das heißt also, dass die Mikrolinsenstruktur 101 der Fig. 1 vereinzelt wurde. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass das Sub- strat 103 geteilt wurde. Das heißt also insbesondere, dass mehrere Teilsubstrate 103 aus dem Substrat 103 getrennt wur¬ den. Beispielsweise kann das Vereinzeln des Substrats 103 ein Sägen und/oder ein Lasertrennen und/oder ein Ritzen mit anschließendem Brechen umfassen. Die vereinzelten Substrate sind in Fig. 3 der Übersicht halber wieder mit dem Bezugszei¬ chen 103 versehen. Entsprechend sind die so vereinzelten Mik- rolinsenstrukturen ebenfalls mit dem Bezugszeichen 101 versehen . Eine Größe der vereinzelten Mikrolinsenstrukturen 101 wird so gewählt, dass diese eine lichtemittierende Oberfläche einer Leuchtdiode abdecken können. Das heißt also insbesondere, dass eine der lichtemittierenden Oberfläche entsprechende Größe für die vereinzelten Mikrolinsenstrukturen 101 gewählt wird.
Fig. 4 zeigt eine optoelektronische Leuchtvorrichtung 401 noch ohne eine Konversionsschicht. Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 401 umfasst einen Träger 403, der beispielsweise als ein Substrat gebildet sein kann. Auf dem Träger 403 ist eine lichtemittierende Diode 405 angeordnet. Die lichtemittierende Diode 405 ist beispielswei¬ se als ein LED-Chip gebildet.
Die lichtemittierende Diode 405 kann beispielsweise als La¬ serdiode gebildet sein. In der in Fig. 4 gezeigten Ausfüh- rungsform ist die lichtemittierende Diode 405 teilweise im
Träger 403 eingebettet. In einer nicht gezeigten Ausführungs¬ form kann vorgesehen sein, dass die lichtemittierende Diode 405 nicht eingebettet ist. Die lichtemittierende Diode 405 weist eine lichtemittierende Oberfläche 407 auf, die dem Träger 403 abgewandt ist. Auf der Oberfläche 407 ist eine KlebstoffSchicht 409 aufgebracht, die zum Beispiel Silikon umfassen kann. Das heißt also insbesondere, dass zum Beispiel eine Silikonschicht als Klebstoff- schicht 409 auf die lichtemittierende Oberfläche 407 aufge¬ bracht wird.
Die vereinzelte Mikrolinsenstruktur 101 gemäß Fig. 3 ist auf der Klebstoffschicht 409 aufgebracht, sodass die Mikrolinsen- struktur 101 auf der lichtemittierenden Oberfläche 407 geklebt ist. Beispielsweise kann das Aufbringen der Mikrolin¬ senstruktur 101 auf die lichtemittierende Oberfläche 407 ei¬ nen Die-Bondingprozess umfassen, also ein maschinelles Setzen der Mikrolinsenstruktur 101 auf die Klebstoffschicht 409.
Hierbei wird die Mikrolinsenstruktur 101 derart auf die lichtemittierende Oberfläche 407 angeordnet, dass die Mikro- linsen 105 abgewandt von der lichtemittierenden Oberfläche 407 gebildet oder angeordnet sind.
Licht, welches mittels der lichtemittierenden Oberfläche 407 emittiert wird, wird somit durch die Mikrolinsenstruktur 105 strahlen und durch diese eine optische Abbildung erfahren. Fig. 5 zeigt die optoelektronische Leuchtvorrichtung 401 ge¬ mäß Fig. 4 aufweisend eine Konversionsschicht 501. Die Konversionsschicht 501 umfasst zum Beispiel einen Phos¬ phor. Insbesondere umfasst die Konversionsschicht 501 Sili¬ kon, um in vorteilhafter Weise die Konversionsschicht effi¬ zient an die Mikrolinsenstruktur 101 und an den Träger 103 zu kleben .
Die Konversionsschicht 501 bedeckt nach dem Aufbringen der Konversionsschicht 501 zumindest die Mikrolinsen 105 der Mik¬ rolinsenstruktur 101. Dadurch wird in vorteilhafter Weise bewirkt, dass das mittels der Mikrolinsenstruktur 101 abgebil- dete Licht durch die Konversionsschicht 501 strahlt und in dieser zumindest teilweise, insbesondere vollständig, konver¬ tiert wird.
Zum Beispiel wird die Konversionsschicht 501 mittels eines Sprühprozesses, im Englischen "Spraycoating" genannt, aufge¬ bracht .
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 401 weist also eine vorstrukturierte Mikrolinsenstruktur 101 auf. Vorstrukturiert deshalb, da eine bereits fertige Mikrolinsenstruktur auf die lichtemittierende Oberfläche 407 aufgesetzt oder angeordnet wird. Vorstrukturiert heißt hier insbesondere auch vorgefer¬ tigt . Solche vorgefertigten Mikrolinsenstrukturen eignen sich insbesondere in vorteilhafter Weise für lichtemittierende Dio¬ den, die als Barren-Chips oder als Flip-Chips ausgebildet sind. Insbesondere eignen sich solche Mikrolinsenstrukturen, wie sie für die optoelektronische Leuchtvorrichtung 401 ver- wendet werden, für lichtemittierende Dioden ohne Bondnotch, also für lichtemittierende Dioden, die als Oberflächenemitter mit zwei Rückseitenkontakten gebildet sind. Der Begriff Bond- notch bezeichnet eine Drahtkontaktieroberflache auf einer Chip-Oberseite .
Fig. 6 zeigt eine weitere optoelektronische Leuchtvorrichtung 601 noch ohne eine KlebstoffSchicht , noch ohne eine Mikrolin- senstruktur und noch ohne eine Konversionsschicht.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 601 umfasst analog zu der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 401 ebenfalls einen Träger 403 und eine lichtemittierende Diode 405, die eine lichtemittierende Oberfläche 407 aufweist.
Fig. 7 zeigt die optoelektronische Leuchtvorrichtung 601, wo¬ bei auf der lichtemittierenden Oberfläche 407 eine Klebstoff- schicht 409 aufgebracht ist. Bei dieser KlebstoffSchicht 409 kann es sich um die gleiche Klebstoffschicht 409 wie bei der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 401 handeln.
Zum Beispiel kann eine dünne Schicht eines klaren Silikons auf die lichtemittierende Oberfläche 407 der lichtemittieren¬ den Diode 405 aufgebracht werden. Diese dünne Schicht ist die Klebstoffschicht 409. Dünn im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere, dass die Schicht, also zum Bei¬ spiel die Klebstoffschicht 409, eine Dicke zwischen 0,5 ym und 10 ym aufweist.
Die Klebstoffschicht 409 kann unverdünnt oder mit einem Lö¬ sungsmittel, zum Beispiel n-Heptan, verdünnt sein. Insbeson¬ dere kann die Klebstoffschicht 409 mittels eines Sprühprozes- ses und/oder eines Dispensens aufgebracht werden.
Fig. 8 zeigt die optoelektronische Leuchtvorrichtung 601 ge¬ mäß Fig. 7 aufweisend eine Mikrolinsenstruktur 801 umfassend mehrere vereinzelte Glaskugeln 803 als Mikrolinsen. Diese Glaskugeln 803 sind zum Beispiel aus Si02, also Siliziumdi¬ oxid, gebildet und weisen zum Beispiel einen Durchmesser von 50 ym auf. Diese Glaskugeln 803, die auch als Glaskügelchen bezeichnet werden können, werden nach einer Ausführungsform wie folgt auf die lichtemittierende Oberfläche 407 aufge¬ bracht .
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 601 der Fig. 7 wird zum Beispiel in eine Anzahl von Glaskügelchen 803 getaucht, zumindest wird die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß Fig. 7 so weit in eine Vielzahl von Glaskügelchen 803 eingetaucht, dass die KlebstoffSchicht 409 in diese Vielzahl von Glaskügelchen 803 eintaucht. Das bewirkt in vorteilhafter Weise, dass Glaskügelchen 803 an der KlebstoffSchicht 409 kleben oder haften.
Nach einer Ausführungsform ist eine Monolage aus Glaskügel¬ chen 803 vorgesehen, die auf der lichtemittierenden Oberflä- che 407 angeordnet ist. Um nach dem Eintauchen überschüssige Glaskügelchen 803 von der KlebstoffSchicht 409 zu entfernen, ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass die überschüssigen Glaskügelchen 803 abgeschüttelt werden. Nach dem Abschütteln ist dann insbesondere vorgesehen, dass die KlebstoffSchicht 409 aushärtet. Dies unter vorbestimmten Bedingungen, also unter einer vorbestimmten Temperatur in einer vorbestimmten Zeitdauer und zum Beispiel unter Einstrahlung von UV-Licht.
Fig. 9 zeigt die optoelektronische Leuchtvorrichtung 601 der Fig. 8 nach einem Aushärten der KlebstoffSchicht 409, wobei nun noch eine Konversionsschicht 501 auf die Mikrolinsen- struktur 801 aufweisend die Glaskügelchen 803 aufgebracht ist.
Die Konversionsschicht 501 kann nach einer Ausführungsform analog zu der Konversionsschicht 501 der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 401 aufgebracht werden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Konversionsschicht 501 derart auf die Mikrolinsenstruktur 801 aufge¬ bracht wird, dass hierbei die Topographie der Glaskügelchen 803 weitgehend abgebildet wird. Damit eine Topographie der Glaskügelchen 803 abgebildet werden kann, ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine Schichtdicke der Konversi¬ onsschicht 801 oberhalb der Glaskügelchen 803 zwischen 5 ym und 100 ym beträgt.
Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen 1001 eines Trägers, auf welchem eine
lichtemittierende Diode angeordnet ist,
- Anordnen 1003 einer mehrere Mikrolinsen aufweisende Mik- rolinsenstruktur auf eine lichtemittierende Oberfläche der lichtemittierenden Diode,
- Anordnen 1005 einer Konversionsschicht auf die Mikrolin- senstruktur,
- so dass von der lichtemittierenden Oberfläche emittier- tes Licht zumindest teilweise durch die Mikrolinsen- struktur abgebildet und dann konvertiert werden kann.
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, eine Mikrolinsenstruktur auf einer lichtemittieren- de Oberfläche einer lichtemittierenden Diode zu erzeugen oder auf eine solche aufzubringen. Die Mikrolinsenstruktur umfasst zum Beispiel halbsphärische Linsen oder Prismen. Anschließend ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass die durch die Mikrolinsenstruktur erzeugte, optisch definierte Oberflächen- topographie mit einem Konversionsmaterial überformt wird, das heißt also, dass eine Konversionsschicht auf diese Oberflä¬ chentopographie aufgebracht wird. Dies beispielsweise mittels eines Sprühprozesses, also mittels eines "Spraycoating"- Prozesses .
Durch das Vorsehen der Mikrolinsenstruktur vor der Konversionsschicht bezogen auf die Abstrahlrichtung des Primärlichts können in vorteilhafter Weise eine bessere Durchmischung von unterschiedlichen Konversionspfaden und somit letztlich eine Verbesserung im Farbe-über-Winkel-Verhalten erreicht werden. Dadurch wird weiterhin in vorteilhafter Weise eine Verbesserung der Farbhomogenität bewirkt. Insbesondere wird dadurch in vorteilhafter Weise ein Einfluss auf eine Abstrahlcharakteristik bewirkt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
BEZUGSZEICHENLISTE
101 Mikrolinsenstruktur
103 Substrat
105 Mikrolinsen
401 optoelektronische Leuchtvorrichtung
403 Träger
405 lichtemittierende Diode
407 lichtemittierende Oberfläche
409 KlebstoffSchicht
501 Konversionsschicht
601 optoelektronische Leuchtvorrichtung
801 Mikrolinsenstruktur
803 Glaskugeln
1001 Bereitstellen eines Trägers
1003 Anordnen einer mehrere Mikrolinsen aufweisenden Mikrolinsenstruktur
1005 Anordnen einer Konversionsschicht

Claims

PATENTA S PRUCHE
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601), umfassend:
- einen Träger (403) ,
- auf welchem eine lichtemittierende Diode (405) angeord¬ net ist,
- wobei auf einer lichtemittierenden Oberfläche (407) der Diode eine mehrere Mikrolinsen (105) aufweisende Mikro- linsenstruktur (101, 801) angeordnet ist,
- wobei auf der Mikrolinsenstruktur (101, 801) eine Konversionsschicht (501) angeordnet ist,
- so dass von der lichtemittierenden Oberfläche (407)
emittiertes Licht zumindest teilweise durch die Mikro¬ linsenstruktur (101, 801) abgebildet und dann konvertiert werden kann.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach An¬ spruch 1, wobei die Mikrolinsenstruktur (101, 801) ein mehrere Mikrolinsen (105) umfassendes Substrat (103) um- fasst, welches auf der lichtemittierenden Oberfläche (407) angeordnet ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach An¬ spruch 2, wobei die mehreren Mikrolinsen (105) des Substrats (103) mit diesem integral gebildet sind.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest einige der meh¬ reren Mikrolinsen (105) der Mikrolinsenstruktur (101, 801) als vereinzelte Mikrolinsen (105) gebildet sind, so dass die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen (105) getrennt von¬ einander auf der lichtemittierenden Oberfläche (407) angeordnet sind.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach An¬ spruch 4, wobei die vereinzelt gebildeten Mikrolinsen (105) jeweils als eine Kugel gebildet sind. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mikrolinsenstruktur (101, 801) auf der lichtemittierenden Oberfläche (407) aufgeklebt ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Konversionsschicht (501) auf der Mikrolinsenstruktur (101, 801) aufgesprüht ist .
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Konversionsschicht (501) als eine eine Topographie der Mikrolinsenstruktur (101, 801) abbildende Konversionsschicht (501) gebildet ist .
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (401, 601) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest einige der Mik- rolinsen (105) als halbsphärische Linsen oder als Prismen gebildet sind.
Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung (401, 601), umfassend die folgenden Schritte :
- Bereitstellen (1001) eines Trägers, auf welchem eine lichtemittierende Diode (405) angeordnet ist,
- Anordnen (1003) einer mehrere Mikrolinsen (105) aufwei¬ sende Mikrolinsenstruktur (101, 801) auf eine lichtemit tierende Oberfläche (407) der lichtemittierenden Diode (405) ,
- Anordnen (1005) einer Konversionsschicht auf die Mikro¬ linsenstruktur (101, 801),
- so dass von der lichtemittierenden Oberfläche (407) emittiertes Licht zumindest teilweise durch die Mikro¬ linsenstruktur (101, 801) abgebildet und dann konvertiert werden kann. 11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Anordnen der Mik- rolinsenstruktur (101, 801) auf die lichtemittierende Oberfläche (407) ein Anordnen eines mehrere Mikrolinsen (105) umfassenden Substrats (103) auf die lichtemittierende Oberfläche (407) umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die mehreren Mikrolinsen (105) des Substrats (103) mit diesem integral gebildet sind .
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Anordnen der Mikrolinsenstruktur (101, 801) auf die lichtemittierende Oberfläche (407) ein Anordnen von vereinzelt gebildeten Mikrolinsen (105) auf die lichtemittierende Oberfläche (407) umfasst, so dass die vereinzelt gebilde¬ ten Mikrolinsen (105) getrennt voneinander auf die licht¬ emittierende Oberfläche (407) angeordnet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die vereinzelt gebil¬ deten Mikrolinsen (105) jeweils als eine Kugel gebildet sind .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Anordnen der Mikrolinsenstruktur (101, 801) auf die lichtemittierende Oberfläche (407) ein Kleben der Mikrolinsenstruktur (101, 801) auf die lichtemittierende Oberfläche (407) umfasst.
16. Verfahren nach Anspruch 15 und Anspruch 14 oder Anspruch 13, wobei eine Klebschicht (409) auf die lichtemittierende Oberfläche (407) aufgebracht wird, wobei nach dem Aufbrin¬ gen der Klebschicht (409) vereinzelt gebildete Mikrolinsen (105) auf die Klebschicht (409) aufgebracht werden, wobei nach dem Aufbringen eine Monolage übersteigend vereinzelt gebildete Mikrolinsen (105) von der Klebschicht (409) ent¬ fernt werden, so dass die verbliebenen vereinzelt gebilde¬ ten Mikrolinsen (105) eine Monolage aus vereinzelt gebil¬ deten Mikrolinsen (105) bilden. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei die Konversionsschicht (501) auf die Mikrolinsenstruktur (101, 801) aufgesprüht wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei die Konversionsschicht (501) als eine eine Topographie der Mikrolinsenstruktur (101, 801) abbildende Konversions¬ schicht (501) gebildet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, wobei zu¬ mindest einige der Mikrolinsen (105) als halbsphärische Linsen oder als Prismen gebildet sind.
PCT/EP2016/055926 2015-03-20 2016-03-18 Optoelektronische leuchtvorrichtung und verfahren zur herstellung einer optoelektronische leuchtvorrichtung WO2016150837A1 (de)

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