WO2017158053A1 - Method for producing a conversion element, conversion element, and optoelectronic component - Google Patents

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WO2017158053A1
WO2017158053A1 PCT/EP2017/056163 EP2017056163W WO2017158053A1 WO 2017158053 A1 WO2017158053 A1 WO 2017158053A1 EP 2017056163 W EP2017056163 W EP 2017056163W WO 2017158053 A1 WO2017158053 A1 WO 2017158053A1
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component
quantum dots
terminal
matrix material
conversion element
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PCT/EP2017/056163
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Georg DIRSCHERL
David O'brien
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a conversion element. Furthermore, the invention relates to a
  • the invention relates to a
  • Conversion elements often have conversion materials, for example quantum dots.
  • the conversion materials convert the radiation emitted by a radiation source into radiation with an altered, for example longer, wavelength.
  • the conversion materials are usually dispersed in a polymer-based matrix material based on acrylic.
  • the conversion elements consist of conversion materials and matrix material, so one
  • Matrix material come. In addition, are polymer-based
  • Matrix materials usually permeable to moisture and / or oxygen and / or acidic gases from the environment.
  • polymer-based matrix materials have a low aging stability.
  • polymer-based matrix materials have a low aging stability.
  • An object of the invention is to provide a method for
  • the conversion element is a high efficiency
  • Conversion element and / or to provide an optoelectronic device having improved properties.
  • the method for producing a conversion element comprises the steps:
  • Wavelength conversion of radiation are established and have a surface coating with terminal C-C double bonds
  • Polymerization or bonding takes place thermally, the temperature being at least 80 ° C.
  • step D) attaching the second component via at least one terminal C-C double bond of the second component to the first component, after the first component has been attached to the quantum dots in step C), and
  • step E takes place in particular free-radically with at least one thermal initiator or UV initiator, where at least one initiator has the following structural formula:
  • the method comprises the step A) of providing quantum dots.
  • Quantum dots are for wavelength conversion or
  • the wavelength-converting quantum dots are, in particular, a sensitive conversion material, ie a conversion material sensitive to oxygen, moisture and / or acidic gases.
  • the quantum dots are nanoparticles, that is
  • the quantum dots comprise a semiconductor core having wavelength-converting properties.
  • the core of the quantum dots comprises or consists of an II / IV or III / V semiconductor.
  • the quantum dots are selected from a group comprising InP, CdS, CdSe, InGaAs, GalnP and CuInSe2.
  • the semiconductor core may be coated by one or more layers as a coating.
  • the coating may be organic and / or inorganic.
  • the semiconductor core may be completely or almost completely covered by further layers on its outer surface or surface.
  • the semiconductor core can be a single crystal or
  • Quantum dots have an average diameter of 3 nm to 10 nm, more preferably from 3 nm to 5 nm. By varying the size of the quantum dots, the wavelength of the converting radiation can be specifically varied and adapted accordingly for respective applications.
  • the quantum dots can be spherical or
  • a first encapsulating layer of a quantum dot is, for example, an inorganic material such as
  • zinc sulfide for example, zinc sulfide, cadmium sulfide and / or
  • Cadmium selenide is formed and serves to generate the
  • the first sheath layer and the semiconductor core may be of at least a second one
  • the first coating layer is an inorganic ligand shell, which in particular has an average diameter including the semiconductor core of 1 nm to 10 nm.
  • the second cladding layer may be formed, for example, with an organic material such as cystamine or cysteine, and sometimes serves to improve the solubility of the quantum dots in, for example, a matrix material and / or a solvent. In this case, it is possible that due to the second covering layer a spatially uniform distribution of the quantum dots in a matrix material
  • the matrix material can be formed, for example, with at least one of the following substances: acrylate, silicone, hybrid material, such as Ormocer, for example
  • polydimethylsiloxane PDMS
  • polydiphenylsiloxane PDPS
  • PLT Pacific Light
  • Acrylo-functionalized quantum dots such as Ormoclear
  • the matrix material is not very stable. It is also a transparent two-component mixture.
  • the matrix material is permeable to moisture and environmental influences, for example acidic gases.
  • an optimum distance between the individual quantum dots can not be set sufficiently sufficiently so that a quenching of the emitted radiation is increased. this leads to
  • the quantum dots have a surface coating.
  • the surface coating is particularly organic.
  • the second covering layer forms the
  • the terminal double bond of at least one quantum dot is part of one
  • the method comprises a step B), providing a matrix material that comprises a first component and a second component, wherein the first component has at least two Si-H groups, in particular terminal Si-H groups, where the second component has at least two terminal CC double bonds.
  • a matrix material that comprises a first component and a second component, wherein the first component has at least two Si-H groups, in particular terminal Si-H groups, where the second component has at least two terminal CC double bonds.
  • Matrix material which has a first component, which is in particular a hardener, and a second component, which is in particular a resin.
  • first component which is in particular a hardener
  • second component which is in particular a resin.
  • Polydimethylsiloxane in particular a vinyl-functionalized polydimethylsiloxane.
  • the second component is a C-C double bond-functionalized polydiphenylsiloxane (PDPS), especially a vinyl-functionalized polydiphenylsiloxane.
  • the second component is a mixture of a vinyl-functionalized polydimethylsiloxane and a vinyl-functionalized polydiphenylsiloxane, ie a vinyl-functionalized polymethylphenylsiloxane.
  • Component of the matrix material is a silane, in particular a
  • Disilane thus has two Si-H groups.
  • the Si-H groups are terminal, ie terminally attached to the first component.
  • the first component is attached to the terminal C-C double bond of the quantum dots.
  • the connection takes place in particular by means of hydrosilylation.
  • Hydrosilylation refers to the syn-selective anti-Markovnikov addition of a silane to a double bond. This creates a coupling of a
  • Silicon atom to a carbon atom Silicon atom to a carbon atom.
  • this comprises a step D) of attaching the second component via at least one terminal C-C double bond to the first component after the first component has been attached in step C).
  • quantum dots can be incorporated in a matrix material, wherein the quantum dots are homogeneously integrated in the matrix material and have no agglomeration. This causes a high degree of transparency of the conversion element. In addition, there are no miscibility problems due to the binding of the quantum dots to the matrix material. In addition, it is a so-called single-phase system of matrix material with attached quantum dots, so no
  • Phase separation or scattering occurs at the interfaces.
  • this has a step E), polymerization of the functionalized quantum dots generated in step D), so that a
  • Network is generated from quantum dots, which at the
  • Matrix material are connected.
  • the matrix material is used to claim the quantum dots.
  • the network is a two-dimensional and / or three-dimensional network.
  • Network is understood here and below to mean that the quantum dots form the so-called nodes of the network, and the matrix material the connecting lines between the quantum dots.
  • the quantum dots and the matrix material are connected to one another via chemical bonds, in particular via covalent and / or coordinative bonds.
  • attached second component can be coupled by hydrosilylation to the terminal Si-H groups of the loaded quantum dots.
  • Formation of the network can be thermal, anionic,
  • connection performed in step C) takes place thermally.
  • Activation energy is for tying the first one
  • Quantum dots by hydrosilylation preferred.
  • Temperature of the polymerization is at least 80 ° C
  • step E the polymerization carried out in step E), in particular the
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • the polymerization carried out in step E) takes place radically.
  • HIV-TPO-L is used as the initiator for the radical polymerization.
  • the second component connected in step D) is added in deficit.
  • deficit means in particular that the second component has a weight fraction of from a few ppm to 0.1% by weight, based on the total proportion in the
  • Has conversion element In accordance with at least one embodiment, the first component attached in step C) is added in excess.
  • the first component has a weight fraction of 55% by weight to 95% by weight, based on the total proportion in the conversion element.
  • the polymerization in step E) is a hydrosilylation.
  • the quantum dots are selected from a group consisting of indium phosphide (InP),
  • the surface coating may be an organic coating having terminal C-C double bonds.
  • the inventors have recognized that by using the conversion elements described herein, a single-phase system can be provided which has no phase separation or scattering at the interfaces.
  • the Quantum dots involved in the matrix material so that the conversion element has a high transparency, a high
  • Quantum dots are therefore readily miscible in the matrix material, so there are no miscibility problems between
  • quantum dots and vinyl-containing resin such as PDMS result.
  • the matrix material is on
  • Components such as LEDs, can be used.
  • the invention further relates to a conversion element.
  • the conversion element is produced by the method described above. All apply in connection with the process for the preparation of the conversion element
  • Conversion element made statements and definitions for the conversion element and vice versa.
  • this includes
  • the quantum dots are designed for wavelength conversion of radiation.
  • Quantum dots have a surface coating.
  • the conversion element has a matrix material. Adjacent quantum dots are about this matrix material for
  • the matrix material is formed from a first and second component.
  • the first component has at least two Si-H groups, in particular terminal Si-H groups.
  • the second component has at least two terminal C-C double bonds. In particular, the first one
  • Component to at least one terminal CC double bond the quantum dots by means of hydrosilylation and the second component via the terminal CC double bonds of the second component to the first component.
  • the attachment of the first component to the second component takes place by means of hydrosilylation.
  • the network of quantum dots (1) and matrix material can preferably be produced by means of a free radical polymerization with at least one thermal initiator or UV initiator, where at least one initiator has the following structural formula:
  • the initiator or UV initiator may be present in the finished conversion element or removed again.
  • this optoelectronic component has a semiconductor chip and a conversion element described above.
  • the conversion element is obtainable in particular by the method described above. In this case, all apply in connection with the process for the preparation of
  • Conversion element and the conversion element made statements and definitions for the optoelectronic device and vice versa.
  • the optoelectronic component is preferably a light-emitting light-emitting diode, in short LED.
  • Optoelectronic component is preferably to
  • the optoelectronic component can also emit other colors, for example red, orange, green, or radiation from the IR range or a laser.
  • Optoelectronic component has at least one
  • the semiconductor chip can have a
  • the semiconductor material is preferably a
  • Nitride compound semiconductor material such as Al n In] __ n _ m Ga m N, or a phosphide compound semiconductor material such as Al n In] __ n _ m Ga m P, where in each case 0 ⁇ n 1, 0 ⁇ m 1 and n + m ⁇ 1. May be the semiconductor material is Al x Ga] __ x As well act with 0 ⁇ x ⁇ 1.
  • the semiconductor material is Al x Ga] __ x As well act with 0 ⁇ x ⁇ 1.
  • the semiconductor layer sequence includes an active layer with at least one pn junction and / or with one or more quantum well structures.
  • an electromagnetic radiation is generated in the active layer.
  • a wavelength or a wavelength maximum of the radiation is preferably in the ultraviolet and / or
  • the conversion element is arranged in particular in the beam path of the semiconductor chip. In particular, that covers
  • the conversion element is spaced from the radiation exit surface of the semiconductor chip.
  • FIGS. 1A to 1C each show quantum dots according to a
  • Figures 3A and 3B each have a conversion element according to an embodiment
  • Figures 4 and 5 are each a method for manufacturing
  • Embodiment and Figures 6A to 6G each an optoelectronic
  • FIGS. 1A to 1C each show a schematic
  • the quantum dot 1 can, as shown in Figure 1A, a
  • Semiconductor core la include or consist of. Of the
  • Semiconductor core la may be formed, for example, as cadmium selenide, cadmium sulfide, indium phosphide and / or copper indium selenide.
  • FIG. 1B shows a quantum dot 1 which is next to the
  • Semiconductor core la has an enveloping first layer 1b.
  • the enveloping first layer 1b may be formed of zinc sulfide.
  • the quantum dot 1 may have an average diameter of 1 nm to 10 nm.
  • the quantum dot 1 of Figure 1A may have an average diameter of 5 nm.
  • the figure IC shows a quantum dot 1, in addition to the
  • Enveloping layer 1c may be an organic coating, for example of silicone, acrylate or mixtures thereof. Is from the surface lb of each one
  • Quantum dot 1 the speech then this corresponds according to the figure IC of the surface of the surface coating, which is in particular an organic coating.
  • FIG. 2 shows possible terminal CC double bonds.
  • the CC double bonds may be the CC double bonds of the quantum dots 1 and / or the second component 22.
  • the CC double bonds may be part of a vinyl group, an acrylate group, a methacrylate group, a fluorinated vinyl group or an epoxy group.
  • FIG. 3A shows a two-dimensional network of
  • Quantum dots 1 the corresponding nodes of the network and the matrix material 2, the connecting lines between the nodes or quantum dots 1.
  • Figure 3B shows a three-dimensional network
  • FIG. 4 schematically shows a method for producing a conversion element.
  • FIG. 4 shows the provision of a surface-functionalized
  • Quantum dot 1 so a quantum dot 1, the one
  • end-capped C-C double bond is a vinyl group.
  • a first component 21 is added to these coated quantum dots 1.
  • the first component 21 has in particular two Si-H groups. At least one Si-H group connects each with a terminal C-C double bond of
  • Quantum dot and forms a covalent bond.
  • the first component 21 is added in excess.
  • a second component 22 of the matrix material 2 is a bifunctionalized or bivinyl functionalized PDMS or PDPS.
  • Component 22 binds via at least one terminal C-C double bond to the first component 21, in particular to the terminal Si-H group.
  • the Si (CH 2 ) -Si units are not shown in FIG. 4 in contrast to FIG. 5 after reaction with the second component 22.
  • the second component 22 is added in deficit, so that not all Si-H-functionalized quantum dots 1 are hydrosilylated. Subsequently, the
  • step D Polymerization of the functionalized quantum dots generated in step D), so that a network of quantum dots 1 and matrix material 2 is generated.
  • the polymerization takes place here via a hydrosilylation.
  • FIG. 5 schematically shows a method for producing a conversion element. The method of FIG. 5
  • Hydrosilylation but takes place free-radically.
  • the free radical polymerization is achieved by addition of an initiator which is thermally or UV stabilized,
  • FIG. 6 shows schematic side views of FIG.
  • the optoelectronic component 200 is a light-emitting diode, in short LED.
  • the light source 3 is a light-emitting diode chip or semiconductor chip which is applied to a carrier 4.
  • the conversion element 100 Applied directly does not exclude here that a connecting means such as an adhesive between the respective components.
  • the light source 3 and the conversion element 100 are laterally surrounded by a reflector casting 6.
  • the optoelectronic component 200 additionally has a lens 5.
  • the lens 5 may be directly downstream of the conversion element 100.
  • the conversion element 100 is located directly on the light-emitting diode chip 3 or on the light-emitting diode chip 3
  • Semiconductor layer sequence 3 of the optoelectronic component 200 is arranged. In this case, the reflector casting 6 is missing in comparison with FIG. 6A.
  • the conversion element 100 covers the entire surface of the
  • the conversion element 100 has a constant thickness around the light source 3 around.
  • the light source or the semiconductor chip 3 is arranged in a recess 10 of an optoelectronic component 200.
  • the recess 10 may be filled with a potting 9, for example made of silicone.
  • the casting 9 is directly downstream of the conversion element 100.
  • Optoelectronic component 200 also has a housing 21 on.
  • the conversion element 100 is spatially spaced from the light source 3.
  • FIG. 6F shows that the conversion element 100 surrounds the semiconductor chip or light source 3 like a cap, as a result of which the conversion element 100 has a uniform thick layer in all directions.
  • the conversion element 100 and the light source 3 may be arranged in a recess of a housing of an optoelectronic component 200 and surrounded by a potting 9.
  • the light source 3 surrounds all around, so form-fitting and cohesively enveloped by its entire surface.

Abstract

The invention relates to a method for producing a conversion element (100), having the following steps: A) providing quantum dots (1), which are designed for the wavelength conversion of radiation and which have a surface coating having terminal C-C double bonds (11), B) providing a matrix material (2), which comprises a first component (21) and a second component (22), wherein the first component (21) has at least two Si-H groups, wherein the second component (22) has at least two terminal C-C double bonds, C) bonding the first component (21) to the terminal C-C double bond of the quantum dots (1) by means of hydrosilylation, wherein the bonding performed in step C) occurs thermally, wherein the temperature is at least 80 °C, D) bonding the second component (22) to the first component (21) by means of at least one terminal C-C double bond of the second component (22) after the first component (21) has been bonded in step C), E) polymerizing the functionalized quantum dots produced in step D) such that a network of quantum dots (1) is produced, which are bonded to the matrix material (2).

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements, Method for producing a conversion element,
Konversionselement und optoelektronisches Bauelement Conversion element and optoelectronic component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements. Ferner betrifft die Erfindung ein The invention relates to a method for producing a conversion element. Furthermore, the invention relates to a
Konversionselement. Ferner betrifft die Erfindung ein Conversion element. Furthermore, the invention relates to a
optoelektronisches Bauelement. optoelectronic component.
Konversionselemente weisen häufig Konversionsmaterialien, beispielsweise Quantenpunkte, auf. Die Konversionsmaterialien wandeln die von einer Strahlungsquelle emittierte Strahlung in eine Strahlung mit veränderter, beispielsweise längerer, Wellenlänge um. Die Konversionsmaterialien sind in der Regel in einem polymerbasierten Matrixmaterial auf Acrylbasis eindispergiert . Damit bestehen die Konversionselemente aus Konversionsmaterialien und Matrixmaterial, also einem Conversion elements often have conversion materials, for example quantum dots. The conversion materials convert the radiation emitted by a radiation source into radiation with an altered, for example longer, wavelength. The conversion materials are usually dispersed in a polymer-based matrix material based on acrylic. Thus, the conversion elements consist of conversion materials and matrix material, so one
zweiphasigen System. Diese zweiphasigen Systeme weisen in der Regel eine schlechte Mischbarkeit auf. Ferner kann es zu möglichen Phasenseparationen und zur Streuung an der two-phase system. These biphasic systems generally have poor miscibility. Furthermore, there may be possible phase separations and scattering at the
Grenzfläche zwischen den Konversionsmaterialien und dem Interface between the conversion materials and the
Matrixmaterial kommen. Zudem sind polymerbasierte Matrix material come. In addition, are polymer-based
Matrixmaterialien in der Regel permeabel für Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff und/oder sauren Gasen aus der Umwelt.Matrix materials usually permeable to moisture and / or oxygen and / or acidic gases from the environment.
Ferner weisen polymerbasierte Matrixmaterialien eine geringe Alterungsstabilität auf. Zudem ist eine homogene und Furthermore, polymer-based matrix materials have a low aging stability. In addition, a homogeneous and
kontrollierbare Verteilung der Konversionsmaterialien in dem Matrixmaterial schwer einstellbar. Daher sind derartige controllable distribution of the conversion materials in the matrix material difficult to adjust. Therefore, such
Konversionselemente in der Regel für optoelektronische Conversion elements usually for optoelectronic
Bauelemente, beispielsweise Leuchtdioden, nur bedingt Components, such as LEDs, only conditionally
einsetzbar. Die US 2015/0054425 AI beschreibt Nanokomposit- Zusammensetzungen und deren Herstellung. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur used. US 2015/0054425 A1 describes nanocomposite compositions and their preparation. An object of the invention is to provide a method for
Herstellung eines Konversionselements bereitzustellen, das ein Konversionselement mit verbesserten Eigenschaften To provide a conversion element to provide a conversion element with improved properties
herstellt. Insbesondere soll ein Konversionselement manufactures. In particular, a conversion element
bereitgestellt werden, das eine hohe Transparenz und/oder keine Mischbarkeitsprobleme während der Herstellung aufweist. Zudem soll das Konversionselement eine hohe Effizienz which has high transparency and / or miscibility problems during manufacture. In addition, the conversion element is a high efficiency
aufweisen. Ferner ist Aufgabe der Erfindung, ein exhibit. It is another object of the invention to provide a
Konversionselement und/oder ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen, das verbesserte Eigenschaften aufweist. Conversion element and / or to provide an optoelectronic device having improved properties.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ferner werden diese Aufgaben durch ein Konversionselement gemäß dem unabhängigen Anspruch 12 und durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 13 gelöst. These objects are achieved by a method for producing a conversion element according to independent claim 1. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent claims. Furthermore, these objects are achieved by a conversion element according to independent claim 12 and by an optoelectronic device according to independent claim 13.
In zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements die Schritte auf: In at least one embodiment, the method for producing a conversion element comprises the steps:
A) Bereitstellen von Quantenpunkten, die zur A) Provision of Quantum Dots for the
Wellenlängenumwandlung von Strahlung eingerichtet sind und die eine Oberflächenbeschichtung mit endständigen C-C- Doppelbindungen aufweisen, Wavelength conversion of radiation are established and have a surface coating with terminal C-C double bonds,
B) Bereitstellen eines Matrixmaterials, das eine erste B) providing a matrix material comprising a first
Komponente und eine zweite Komponente umfasst, wobei die erste Komponente zumindest zwei Si-H-Gruppen aufweist, wobei die zweite Komponente zumindest zwei endständige C-C- Doppelbindungen aufweist, C) Anbinden der ersten Komponente an die endständige C-C- Doppelbindung der Quantenpunkte mittels Hydrosilylierung, wobei insbesondere die im Schritt C) durchgeführte Component and a second component, wherein the first component has at least two Si-H groups, wherein the second component has at least two terminal CC double bonds, C) attachment of the first component to the terminal CC double bond of the quantum dots by means of hydrosilylation, wherein in particular carried out in step C)
Polymerisation oder Anbindung thermisch erfolgt, wobei die Temperatur mindestens 80 °C ist, Polymerization or bonding takes place thermally, the temperature being at least 80 ° C.,
D) Anbinden der zweiten Komponente über zumindest eine endständige C-C-Doppelbindung der zweiten Komponente an die erste Komponente, nachdem die erste Komponente im Schritt C) an die Quantenpunkte angebunden wurde und D) attaching the second component via at least one terminal C-C double bond of the second component to the first component, after the first component has been attached to the quantum dots in step C), and
E) Polymerisation der im Schritt D) erzeugten E) polymerization of those produced in step D)
funktionalisierten Quantenpunkte, sodass ein Netzwerk aus Quantenpunkten erzeugt wird, die an dem Matrixmaterial angebunden sind. functionalized quantum dots, creating a network of quantum dots attached to the matrix material.
Die Polymerisation im Schritt E) erfolgt insbesondere radikalisch mit zumindest einem thermischen Initiator oder UV-Initiator, wobei zumindest ein Initiator die folgende Strukturformel aufweist: The polymerization in step E) takes place in particular free-radically with at least one thermal initiator or UV initiator, where at least one initiator has the following structural formula:
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0001
Durch die Verwendung des Initiators mit der obigen By using the initiator with the above
Strukturformel, kann dieser leicht im Schritt E) mit den funktionalisierten Quantenpunkten vermischt werden und damit die Herstellung vereinfacht werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren den Schritt A) Bereitstellen von Quantenpunkten auf. Die Structural formula, this can easily be mixed in step E) with the functionalized quantum dots and thus simplify the production. In accordance with at least one embodiment, the method comprises the step A) of providing quantum dots. The
Quantenpunkte sind zur Wellenlängenkonversion oder Quantum dots are for wavelength conversion or
Wellenlängenumwandlung eingerichtet . Wavelength conversion set up.
Bei den wellenlängenkonvertierenden Quantenpunkten handelt es sich insbesondere um ein empfindliches Konversionsmaterial, also einem gegenüber Sauerstoff, Feuchte und/oder sauren Gasen sensitives Konversionsmaterial. Bevorzugt handelt es sich bei den Quantenpunkten um Nanopartikel , das heißt The wavelength-converting quantum dots are, in particular, a sensitive conversion material, ie a conversion material sensitive to oxygen, moisture and / or acidic gases. Preferably, the quantum dots are nanoparticles, that is
Teilchen mit einer Größe im Nanometerbereich mit einem Particles with a size in the nanometer range with a
Partikeldurchmesser d5Q, zum Beispiel zwischen wenigstens 1 nm und höchstens 1000 nm. Die Quantenpunkte umfassen einen Halbleiterkern, der wellenlängenkonvertierende Eigenschaften aufweist. Insbesondere umfasst oder besteht der Kern der Quantenpunkte aus einem II/IV- oder I I I /V-Halbleiter . Particle diameter d5 Q , for example, between at least 1 nm and at most 1000 nm. The quantum dots comprise a semiconductor core having wavelength-converting properties. In particular, the core of the quantum dots comprises or consists of an II / IV or III / V semiconductor.
Beispielsweise sind die Quantenpunkte aus einer Gruppe ausgewählt, die InP, CdS, CdSe, InGaAs, GalnP und CuInSe2 umfasst. Der Halbleiterkern kann von einer oder mehreren Schichten als Beschichtung ummantelt sein. Die Beschichtung kann organisch und/oder anorganisch sein. Mit anderen Worten kann der Halbleiterkern an dessen Außenfläche oder Oberfläche vollständig oder nahezu vollständig von weiteren Schichten bedeckt sein. For example, the quantum dots are selected from a group comprising InP, CdS, CdSe, InGaAs, GalnP and CuInSe2. The semiconductor core may be coated by one or more layers as a coating. The coating may be organic and / or inorganic. In other words, the semiconductor core may be completely or almost completely covered by further layers on its outer surface or surface.
Der Halbleiterkern kann ein einkristallines oder The semiconductor core can be a single crystal or
polykristallines Agglomerat sein. polycrystalline agglomerate.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die According to at least one embodiment, the
Quantenpunkte einen durchschnittlichen Durchmesser von 3 nm bis 10 nm, besonders bevorzugt von 3 nm bis 5 nm, auf. Durch die Variation der Größe der Quantenpunkte kann gezielt die Wellenlänge der konvertierenden Strahlung variiert werden und damit für jeweilige Anwendungen entsprechend angepasst werden. Die Quantenpunkte können kugelförmig oder Quantum dots have an average diameter of 3 nm to 10 nm, more preferably from 3 nm to 5 nm. By varying the size of the quantum dots, the wavelength of the converting radiation can be specifically varied and adapted accordingly for respective applications. The quantum dots can be spherical or
stäbchenförmig ausgeformt sein. Eine erste ummantelnde Schicht eines Quantenpunkts ist beispielsweise mit einem anorganischen Material, wie be formed rod-shaped. A first encapsulating layer of a quantum dot is, for example, an inorganic material such as
beispielsweise Zinksulfid, Cadmiumsulfid und/oder For example, zinc sulfide, cadmium sulfide and / or
Cadmiumselenid gebildet und dient der Erzeugung des Cadmium selenide is formed and serves to generate the
Quantenpunktpotentials. Die erste ummantelnde Schicht und der Halbleiterkern können von zumindest einer zweiten Quantum dot potential. The first sheath layer and the semiconductor core may be of at least a second one
ummantelnden Schicht an der freiliegenden Oberfläche nahezu vollständig umschlossen sein. Insbesondere ist die erste ummantelnde Schicht eine anorganische Ligandenhülle, die insbesondere einen durchschnittlichen Durchmesser inklusive des Halbleiterkerns von 1 nm bis 10 nm aufweist. Die zweite ummantelnde Schicht kann beispielsweise mit einem organischen Material, wie beispielsweise Cystamin oder Cystein, gebildet sein und dient mitunter der Verbesserung der Löslichkeit der Quantenpunkte in beispielsweise einem Matrixmaterial und/oder einem Lösungsmittel. Hierbei ist es möglich, dass aufgrund der zweiten ummantelnden Schicht eine räumliche gleichmäßige Verteilung der Quantenpunkte in einem Matrixmaterial enveloping layer to be almost completely enclosed on the exposed surface. In particular, the first coating layer is an inorganic ligand shell, which in particular has an average diameter including the semiconductor core of 1 nm to 10 nm. The second cladding layer may be formed, for example, with an organic material such as cystamine or cysteine, and sometimes serves to improve the solubility of the quantum dots in, for example, a matrix material and / or a solvent. In this case, it is possible that due to the second covering layer a spatially uniform distribution of the quantum dots in a matrix material
verbessert wird. Das Matrixmaterial kann beispielsweise mit zumindest einem der folgenden Stoffe gebildet sein: Acrylat, Silikon, Hybridmaterial, wie Ormocer, beispielsweise is improved. The matrix material can be formed, for example, with at least one of the following substances: acrylate, silicone, hybrid material, such as Ormocer, for example
Ormoclear, Polydimethylsiloxan (PDMS) , Polydiphenylsiloxan (PDPS) , zum Beispiel von der Firma PLT, Pacific Light  Ormoclear, polydimethylsiloxane (PDMS), polydiphenylsiloxane (PDPS), for example from PLT, Pacific Light
Technologies, oder Mischungen daraus. Acrylfunktionalisierte Quantenpunkte, wie Ormoclear, können zum Beispiel von der Firma Nanoco bezogen werden. Beim Eindispergieren der Quantenpunkte in ein anorganisches oder organisches Matrixmaterial ergibt sich oft das Problem, dass das Matrixmaterial nicht sehr stabil ist. Zudem handelt es sich um eine transparente Zweikomponentenmischung. Ferner ist das Matrixmaterial permeabel gegenüber Feuchtigkeit und Umwelteinflüssen, beispielsweise sauren Gasen. Zudem kann ein optimaler Abstand zwischen den einzelnen Quantenpunkten nicht hinreichend genug eingestellt werden, sodass ein Quenchen der emittierten Strahlung erhöht wird. Dies führt zu Technologies, or mixtures thereof. Acrylo-functionalized quantum dots, such as Ormoclear, can be obtained, for example, from Nanoco. When dispersing the quantum dots in an inorganic or organic matrix material often results in the problem that the matrix material is not very stable. It is also a transparent two-component mixture. Furthermore, the matrix material is permeable to moisture and environmental influences, for example acidic gases. In addition, an optimum distance between the individual quantum dots can not be set sufficiently sufficiently so that a quenching of the emitted radiation is increased. this leads to
Effizienzverlusten des Konversionselements. Efficiency losses of the conversion element.
Die Quantenpunkte weisen eine Oberflächenbeschichtung auf. Die Oberflächenbeschichtung ist insbesondere organisch. The quantum dots have a surface coating. The surface coating is particularly organic.
Vorzugsweise bildet die zweite ummantelnde Schicht die Preferably, the second covering layer forms the
Oberflächenbeschichtung der Quantenpunkte mit endständigen Doppelbindungen. Mit anderen Worten sind an der Oberfläche der Quantenpunkte chemische Verbindungen angebunden, die eine terminale, also endständige, Doppelbindung (C = C) aufweisen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die endständige Doppelbindung zumindest eines Quantenpunkts Teil eines Surface coating of the quantum dots with terminal double bonds. In other words, at the surface of the quantum dots chemical compounds are attached, which have a terminal, that is terminal, double bond (C = C). In accordance with at least one embodiment, the terminal double bond of at least one quantum dot is part of one
Vinylrestes, eine Methacrylatrestes oder Acrylatrestes . Vinyl residues, a Methacrylatrestes or Acrylatrestes.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren einen Schritt B) auf, Bereitstellen eines Matrixmaterials, das eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, wobei die erste Komponente zumindest zwei Si-H-Gruppen, insbesondere endständige Si-H-Gruppen, aufweist, wobei die zweite Komponente zumindest zwei endständige C-C- Doppelbindungen aufweist. Mit anderen Worten wird ein In accordance with at least one embodiment, the method comprises a step B), providing a matrix material that comprises a first component and a second component, wherein the first component has at least two Si-H groups, in particular terminal Si-H groups, where the second component has at least two terminal CC double bonds. In other words, it becomes one
Matrixmaterial bereitgestellt, das eine erste Komponente, die insbesondere ein Härter ist, und eine zweite Komponente, die insbesondere ein Harz ist, aufweist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Matrix material provided, which has a first component, which is in particular a hardener, and a second component, which is in particular a resin. In accordance with at least one embodiment, the second one
Komponente ein C-C-doppelbindungsfunktionales Component a C-C double bond functional
Polydimethylsiloxan (PDMS) , insbesondere ein vinyl- funktionalisiertes Polydimethylsiloxan. Alternativ ist die zweite Komponente ein C-C-doppelbindungsfunktionalisiertes Polydiphenylsiloxan (PDPS) , insbesondere ein vinyl- funktionalisiertes Polydiphenylsiloxan. Alternativ ist die zweite Komponente eine Mischung aus einem vinyl- funktionalisierten Polydimethylsiloxan und einem vinyl- funktionalisierten Polydiphenylsiloxan, also einem vinyl- funktionalisierten Polymethylphenylsiloxan . Polydimethylsiloxane (PDMS), in particular a vinyl-functionalized polydimethylsiloxane. Alternatively, the second component is a C-C double bond-functionalized polydiphenylsiloxane (PDPS), especially a vinyl-functionalized polydiphenylsiloxane. Alternatively, the second component is a mixture of a vinyl-functionalized polydimethylsiloxane and a vinyl-functionalized polydiphenylsiloxane, ie a vinyl-functionalized polymethylphenylsiloxane.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste According to at least one embodiment, the first one
Komponente des Matrixmaterials ein Silan, insbesondere einComponent of the matrix material is a silane, in particular a
Disilan, weist also zwei Si-H-Gruppen auf. Insbesondere sind die Si-H-Gruppen endständig, also terminal an der ersten Komponente angebunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die erste Komponente an die endständige C-C-Doppelbindung der Quantenpunkte angebunden. Die Anbindung erfolgt insbesondere mittels Hydrosilylierung . Die Hydrosilylierung bezeichnet die syn-selektive Anti-Markovnikov Addition eines Silans an eine Doppelbindung. Es entsteht damit eine Ankopplung eines Disilane, thus has two Si-H groups. In particular, the Si-H groups are terminal, ie terminally attached to the first component. In accordance with at least one embodiment of the method, the first component is attached to the terminal C-C double bond of the quantum dots. The connection takes place in particular by means of hydrosilylation. Hydrosilylation refers to the syn-selective anti-Markovnikov addition of a silane to a double bond. This creates a coupling of a
Siliziumatoms an ein Kohlenstoffatom. Silicon atom to a carbon atom.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist dieses einen Schritt D) auf, Anbinden der zweiten Komponente über zumindest eine endständige C-C-Doppelbindung an die erste Komponente, nachdem die erste Komponente im Schritt C) angebunden wurde. Mit anderen Worten wird hier eine In accordance with at least one embodiment of the method, this comprises a step D) of attaching the second component via at least one terminal C-C double bond to the first component after the first component has been attached in step C). In other words, here is one
sukzessive Anbindung des Matrixmaterials an die Quantenpunkte erzeugt. Zum Ersten wird die erste Komponente an die successive connection of the matrix material to the quantum dots generated. First, the first component to the
Quantenpunkte angebunden. Nachdem die Anbindung der ersten Komponente an die Quantenpunkte erfolgte, erfolgt die Tied to quantum dots. After the connection of the first component to the quantum dots, the
Anbindung der zweiten Komponente an die Quantenpunkte. Damit können Quantenpunkte in einem Matrixmaterial eingebunden werden, wobei die Quantenpunkte homogen in dem Matrixmaterial eingebunden sind und keine Agglomerierung aufweisen. Dies bewirkt eine hohe Transparenz des Konversionselements. Zudem ergeben sich keine Mischbarkeitsprobleme durch die Anbindung der Quantenpunkte an das Matrixmaterial. Zudem handelt es sich um ein sogenanntes Einphasensystem aus Matrixmaterial mit angebundenen Quantenpunkten, sodass keine Connection of the second component to the quantum dots. Thus, quantum dots can be incorporated in a matrix material, wherein the quantum dots are homogeneously integrated in the matrix material and have no agglomeration. This causes a high degree of transparency of the conversion element. In addition, there are no miscibility problems due to the binding of the quantum dots to the matrix material. In addition, it is a so-called single-phase system of matrix material with attached quantum dots, so no
Phasenseparierung oder Streuung an den Grenzflächen erfolgt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist dieses einen Schritt E) auf, Polymerisation der im Schritt D) erzeugten funktionalisierten Quantenpunkte, sodass ein Phase separation or scattering occurs at the interfaces. According to at least one embodiment of the method, this has a step E), polymerization of the functionalized quantum dots generated in step D), so that a
Netzwerk aus Quantenpunkten erzeugt wird, die an dem Network is generated from quantum dots, which at the
Matrixmaterial angebunden sind. Das Matrixmaterial dient unter anderem zur Beanstandung der Quantenpunkte. Damit wird ein Netzwerk aus Quantenpunkten und Matrixmaterial gebildet. Insbesondere ist das Netzwerk ein zweidimensionales und/oder dreidimensionales Netzwerk. Mit Netzwerk wird hier und im Folgenden verstanden, dass die Quantenpunkte die sogenannten Knotenpunkte des Netzwerks bilden, und das Matrixmaterial die Verbindungslinien zwischen den Quantenpunkten. Insbesondere sind die Quantenpunkte und das Matrixmaterial über chemische Bindungen, insbesondere über kovalente und/oder koordinative Bindungen, miteinander verbunden. Die im Schritt D) Matrix material are connected. Among other things, the matrix material is used to claim the quantum dots. This forms a network of quantum dots and matrix material. In particular, the network is a two-dimensional and / or three-dimensional network. Network is understood here and below to mean that the quantum dots form the so-called nodes of the network, and the matrix material the connecting lines between the quantum dots. In particular, the quantum dots and the matrix material are connected to one another via chemical bonds, in particular via covalent and / or coordinative bonds. The in step D)
angebundene zweite Komponente kann mittels Hydrosilylierung an die terminalen Si-H-Gruppen der beladenen Quantenpunkte angekoppelt werden. Die Polymerisation der Quantenpunkte untereinander zur attached second component can be coupled by hydrosilylation to the terminal Si-H groups of the loaded quantum dots. The polymerization of the quantum dots with each other to
Ausbildung des Netzwerks kann thermisch, anionisch, Formation of the network can be thermal, anionic,
kationisch und/oder radikalisch erfolgen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt die im Schritt C) durchgeführte Anbindung thermisch. Eine cationic and / or radical. In accordance with at least one embodiment, the connection performed in step C) takes place thermally. A
Aktivierungsenergie ist für das Anbinden der ersten Activation energy is for tying the first one
Komponente an die endständige C-C-Doppelbindung der Component to the terminal C-C double bond of
Quantenpunkte mittels Hydrosilylierung bevorzugt. Die Quantum dots by hydrosilylation preferred. The
Temperatur der Polymerisation ist mindestens 80 °C, Temperature of the polymerization is at least 80 ° C,
mindestens 90 °C, mindestens 100 °C, mindestens 110 °C mindestens 120 °C oder mindestens 150 °C, beispielsweise 95 °C. Dadurch kann mit Vorteil eine optimale Anbindung der ersten Komponente erreicht werden. at least 90 ° C, at least 100 ° C, at least 110 ° C at least 120 ° C or at least 150 ° C, for example 95 ° C. As a result, an optimal connection of the first component can be achieved with advantage.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt die im Schritt E) durchgeführte Polymerisation, insbesondere die In accordance with at least one embodiment, the polymerization carried out in step E), in particular the
abschließende Polymerisation via Hydrosilylierung bei einer Temperatur zwischen 100 °C und 200 °C, beispielsweise bei 150 °C. final polymerization via hydrosilylation at a temperature between 100 ° C and 200 ° C, for example at 150 ° C.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt die im Schritt E) durchgeführte Polymerisation radikalisch. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird bei der In accordance with at least one embodiment, the polymerization carried out in step E) takes place radically. According to at least one embodiment is in the
radikalischen Polymerisation ein thermischer Initiator oder UV-Initiator verwendet. radical polymerization using a thermal initiator or UV initiator.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird als Initiator für die radikalische Polymerisation Lucrin-TPO-L verwendet. In accordance with at least one embodiment, Lucrin-TPO-L is used as the initiator for the radical polymerization.
Lucrin-TPO-L ist Ethyl-2 , 4 , 6-Trimethylbenzoylphenylphosphinat mit der Strukturformel
Figure imgf000012_0001
Lucrin-TPO-L is ethyl 2, 4, 6-trimethylbenzoylphenylphosphinate having the structural formula
Figure imgf000012_0001
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die im Schritt D) angebundene zweite Komponente im Unterschuss dazugegeben. Unterschuss meint hier und im Folgenden insbesondere, dass die zweite Komponente einen Gewichtsanteil von einigen ppm bis 0,1 Gew% bezogen auf den Gesamtanteil im In accordance with at least one embodiment, the second component connected in step D) is added in deficit. In this case and below, the term "deficit" means in particular that the second component has a weight fraction of from a few ppm to 0.1% by weight, based on the total proportion in the
Konversionselement aufweist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die im Schritt C) angebundene erste Komponente im Überschuss dazugegeben. Has conversion element. In accordance with at least one embodiment, the first component attached in step C) is added in excess.
Überschuss meint hier und im Folgenden insbesondere, dass die erste Komponente einen Gewichtsanteil von 55 Gew% bis 95 Gew% bezogen auf den Gesamtanteil im Konversionselement aufweist. Excess here and hereinafter means in particular that the first component has a weight fraction of 55% by weight to 95% by weight, based on the total proportion in the conversion element.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Polymerisation im Schritt E) eine Hydrosilylierung . In at least one embodiment, the polymerization in step E) is a hydrosilylation.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Quantenpunkte aus einer Gruppe ausgewählt, die Indiumphosphid (InP), According to at least one embodiment, the quantum dots are selected from a group consisting of indium phosphide (InP),
Cadmiumsulfid (CdS) , Cadmiumselenid (CdSe) und Cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe) and
Kupferindiumselenid (CuInSe2) umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberflächenbeschichtung eine organische Beschichtung sein, die endständige C-C-Doppelbindungen aufweist. Copper indium selenide (CuInSe2). Alternatively or additionally, the surface coating may be an organic coating having terminal C-C double bonds.
Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung der hier beschriebenen Konversionselemente ein Einphasensystem bereitgestellt werden kann, das keine Phasenseparierung oder Streuung an den Grenzflächen aufweist. Zudem werden die Quantenpunkte in dem Matrixmaterial eingebunden, sodass das Konversionselement eine hohe Transparenz, eine hohe The inventors have recognized that by using the conversion elements described herein, a single-phase system can be provided which has no phase separation or scattering at the interfaces. In addition, the Quantum dots involved in the matrix material, so that the conversion element has a high transparency, a high
Homogenität und keine Agglomerierung aufweist. Die Homogeneity and has no agglomeration. The
Quantenpunkte sind daher in dem Matrixmaterial gut mischbar, sodass sich keine Mischbarkeitsprobleme zwischen Quantum dots are therefore readily miscible in the matrix material, so there are no miscibility problems between
beispielsweise Quantenpunkte und vinylhaltigem Harz, wie PDMS, ergeben. Insbesondere ist das Matrixmaterial auf For example, quantum dots and vinyl-containing resin such as PDMS result. In particular, the matrix material is on
Silikonbasis, sodass die Anbindung des Matrixmaterials an di Quantenpunkte eine hohe Alterungsstabilität aufweist und das Konversionselement hervorragend für optoelektronische Silicone base, so that the connection of the matrix material to the quantum dots has a high aging stability and the conversion element excellent for optoelectronic
Bauelemente, wie Leuchtdioden, einsetzbar ist. Components, such as LEDs, can be used.
Die Erfindung betrifft ferner ein Konversionselement. The invention further relates to a conversion element.
Vorzugsweise wird das Konversionselement mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Dabei gelten alle im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung des Preferably, the conversion element is produced by the method described above. All apply in connection with the process for the preparation of the
Konversionselements gemachten Ausführungen und Definitionen auch für das Konversionselement und umgekehrt. Conversion element made statements and definitions for the conversion element and vice versa.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das According to at least one embodiment, this includes
Konversionselement Quantenpunkte. Die Quantenpunkte sind zur Wellenlängenumwandlung von Strahlung eingerichtet. Die Conversion element quantum dots. The quantum dots are designed for wavelength conversion of radiation. The
Quantenpunkte weisen eine Oberflächenbeschichtung auf. Das Konversionselement weist ein Matrixmaterial auf. Benachbarte Quantenpunkte sind über dieses Matrixmaterial zur Quantum dots have a surface coating. The conversion element has a matrix material. Adjacent quantum dots are about this matrix material for
Beabstandung der Quantenpunkte miteinander verbunden, sodass ein Netzwerk aus Quantenpunkten und Matrixmaterial gebildet ist. Das Matrixmaterial ist aus einer ersten und zweiten Komponente gebildet. Die erste Komponente weist zumindest zwei Si-H-Gruppen, insbesondere endständige Si-H-Gruppen, auf. Die zweite Komponente weist zumindest zwei endständige C-C-Doppelbindungen auf. Insbesondere ist die erste Spacing the quantum dots connected to each other, so that a network of quantum dots and matrix material is formed. The matrix material is formed from a first and second component. The first component has at least two Si-H groups, in particular terminal Si-H groups. The second component has at least two terminal C-C double bonds. In particular, the first one
Komponente an zumindest eine endständige C-C-Doppelbindung der Quantenpunkte mittels Hydrosilylierung und die zweite Komponente über die endständigen C-C-Doppelbindungen der zweiten Komponente an die erste Komponente angebunden. Component to at least one terminal CC double bond the quantum dots by means of hydrosilylation and the second component via the terminal CC double bonds of the second component to the first component.
Insbesondere erfolgt die Anbindung der ersten Komponente an die zweite Komponente mittels Hydrosilylierung. In particular, the attachment of the first component to the second component takes place by means of hydrosilylation.
Das Netzwerk aus Quantenpunkten (1) und Matrixmaterial kann bevorzugt mittels einer radikalischen Polymerisation mit zumindest einem thermischen Initiator oder UV-Initiator erzeugt sein, wobei zumindest ein Initiator die folgende Strukturformel aufweist: The network of quantum dots (1) and matrix material can preferably be produced by means of a free radical polymerization with at least one thermal initiator or UV initiator, where at least one initiator has the following structural formula:
Figure imgf000014_0001
. Der Initiator oder UV-Initiator kann im fertigen Konversionselement vorhanden sein oder wieder entfernt werden.
Figure imgf000014_0001
, The initiator or UV initiator may be present in the finished conversion element or removed again.
Es wird ferner ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Vorzugsweise weist dieses optoelektronische Bauelement einen Halbleiterchip und ein oben beschriebenes Konversionselement auf. Das Konversionselement ist insbesondere mit dem oben beschriebenen Verfahren erhältlich. Dabei gelten alle im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung des Furthermore, an optoelectronic component is specified. Preferably, this optoelectronic component has a semiconductor chip and a conversion element described above. The conversion element is obtainable in particular by the method described above. In this case, all apply in connection with the process for the preparation of
Konversionselements und dem Konversionselement gemachten Ausführungen und Definitionen auch für das optoelektronische Bauelement und umgekehrt. Conversion element and the conversion element made statements and definitions for the optoelectronic device and vice versa.
Das optoelektronische Bauelement ist vorzugsweise eine lichtemittierende Leuchtdiode, kurz LED. Das The optoelectronic component is preferably a light-emitting light-emitting diode, in short LED. The
optoelektronische Bauelement ist vorzugsweise dazu Optoelectronic component is preferably to
eingerichtet, blaues Licht oder weißes Licht zu emittieren. Alternativ kann das optoelektronische Bauelement auch andere Farben, beispielsweise Rot, Orange, Grün, oder Strahlung aus dem IR-Bereich oder eines Lasers emittieren. Das set up to emit blue light or white light. Alternatively, the optoelectronic component can also emit other colors, for example red, orange, green, or radiation from the IR range or a laser. The
optoelektronische Bauelement weist zumindest einen Optoelectronic component has at least one
Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip kann eine Semiconductor chip on. The semiconductor chip can have a
Halbleiterschichtenfolge aufweisen. Die Have semiconductor layer sequence. The
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips basiert Semiconductor layer sequence of the semiconductor chip based
bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich bevorzugt um ein preferably on a III-V compound semiconductor material. The semiconductor material is preferably a
Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, wie AlnIn]__n_mGamN, oder auch um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial , wie AlnIn]__n_mGamP, wobei jeweils 0 ^ n 1, 0 ^ m 1 und n + m < 1 ist. Ebenso kann es sich bei dem Halbleitermaterial um AlxGa]__xAs handeln mit 0 ^ x ^ 1. Dabei kann die Nitride compound semiconductor material such as Al n In] __ n _ m Ga m N, or a phosphide compound semiconductor material such as Al n In] __ n _ m Ga m P, where in each case 0 ^ n 1, 0 ^ m 1 and n + m <1. May be the semiconductor material is Al x Ga] __ x As well act with 0 ^ x ^ 1. Here, the
Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Semiconductor layer sequence dopants and additional
Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also AI, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.  Have constituents. For the sake of simplicity, however, only the essential constituents of the crystal lattice of the semiconductor layer sequence, ie Al, As, Ga, In, N or P, are given, even if these can be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances.
Die Halbleiterschichtenfolge beinhaltet eine aktive Schicht mit mindestens einem pn-Übergang und/oder mit einer oder mit mehreren Quantentopfstrukturen . Im Betrieb des The semiconductor layer sequence includes an active layer with at least one pn junction and / or with one or more quantum well structures. In operation of the
optoelektronischen Bauelements oder des Halbleiterchips wird in der aktiven Schicht eine elektromagnetische Strahlung erzeugt. Eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenmaximum der Strahlung liegt bevorzugt im ultravioletten und/oder Optoelectronic component or the semiconductor chip, an electromagnetic radiation is generated in the active layer. A wavelength or a wavelength maximum of the radiation is preferably in the ultraviolet and / or
sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich, insbesondere bei Wellenlängen zwischen einschließlich 420 nm und 800 nm, zum Beispiel zwischen einschließlich 440 nm und 480 nm. Das Konversionselement ist insbesondere im Strahlengang des Halbleiterchips angeordnet. Insbesondere bedeckt das visible and / or infrared spectral range, in particular at wavelengths between 420 nm and 800 nm inclusive, for example between 440 nm and 480 nm inclusive. The conversion element is arranged in particular in the beam path of the semiconductor chip. In particular, that covers
Konversionselement die Strahlungsaustrittsfläche des Conversion element, the radiation exit surface of the
Halbleiterchips direkt. Alternativ ist das Konversionselement von der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips beabstandet . Semiconductor chips directly. Alternatively, the conversion element is spaced from the radiation exit surface of the semiconductor chip.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Further advantages, advantageous embodiments and
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Further developments of the invention will become apparent from the im
Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Described below in conjunction with the figures
Ausführungsbeispielen . Exemplary embodiments.
Es zeigen: Die Figuren 1A bis IC jeweils Quantenpunkte gemäß einer In the figures: FIGS. 1A to 1C each show quantum dots according to a
Ausführungsform, die Figur 2 C-C-Doppelbindungen gemäß einer Ausführungsform, die Figuren 3A und 3B jeweils ein Konversionselement gemäß einer Ausführungsform, die Figuren 4 und 5 jeweils ein Verfahren zur Herstellung  Embodiment, the Figure 2 C-C double bonds according to an embodiment, Figures 3A and 3B each have a conversion element according to an embodiment, Figures 4 and 5 are each a method for manufacturing
eines Konversionselements gemäß einer  a conversion element according to a
Ausführungsform und die Figuren 6A bis 6G jeweils ein optoelektronisches  Embodiment and Figures 6A to 6G each an optoelectronic
Bauelement gemäß einer Ausführungsform. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt werden. Component according to one embodiment. In the exemplary embodiments and figures, identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are not to be considered as true to scale. Rather, individual elements, such as layers, components, components and areas for exaggerated representability and / or for better understanding can be exaggerated.
Die Figuren 1A bis IC zeigen jeweils eine schematische FIGS. 1A to 1C each show a schematic
Seitenansicht eines Quantenpunkts gemäß einer Side view of a quantum dot according to a
Ausführungsform. Der Quantenpunkt 1 kann, wie in Figur 1A gezeigt, einen Embodiment. The quantum dot 1 can, as shown in Figure 1A, a
Halbleiterkern la umfassen oder daraus bestehen. Der Semiconductor core la include or consist of. Of the
Halbleiterkern la kann beispielsweise als Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid, Indiumphosphid und/oder Kupferindiumselenid geformt sein. Semiconductor core la may be formed, for example, as cadmium selenide, cadmium sulfide, indium phosphide and / or copper indium selenide.
Die Figur 1B zeigt einen Quantenpunkt 1, der neben dem FIG. 1B shows a quantum dot 1 which is next to the
Halbleiterkern la eine umhüllende erste Schicht lb aufweist. Die umhüllende erste Schicht lb kann beispielsweise aus Zinksulfid geformt sein. Der Quantenpunkt 1 kann einen durchschnittlichen Durchmesser von 1 nm bis 10 nm aufweisen. Im Vergleich dazu kann der Quantenpunkt 1 der Figur 1A einen durchschnittlichen Durchmesser von 5 nm aufweisen. Semiconductor core la has an enveloping first layer 1b. For example, the enveloping first layer 1b may be formed of zinc sulfide. The quantum dot 1 may have an average diameter of 1 nm to 10 nm. In comparison, the quantum dot 1 of Figure 1A may have an average diameter of 5 nm.
Die Figur IC zeigt einen Quantenpunkt 1, der neben dem The figure IC shows a quantum dot 1, in addition to the
Halbleiterkern la und der ersten umhüllenden Schicht lb zusätzlich eine zweite umhüllende Schicht lc, also hier eine Oberflächenbeschichtung, aufweisen kann. Die weitere Semiconductor core la and the first enveloping layer lb additionally a second enveloping layer lc, so here a surface coating may have. The others
umhüllende Schicht lc kann eine organische Beschichtung, beispielsweise aus Silikon, Acrylat oder deren Mischungen sein. Ist von der Oberfläche lb eines jeweiligen Enveloping layer 1c may be an organic coating, for example of silicone, acrylate or mixtures thereof. Is from the surface lb of each one
Quantenpunkts 1 die Rede, dann entspricht dies gemäß der Figur IC der Oberfläche der Oberflächenbeschichtung, die insbesondere eine organische Beschichtung ist. Die Figur 2 zeigt mögliche endständische C-C-Doppelbindungen . Die C-C-Doppelbindungen können die C-C-Doppelbindungen der Quantenpunkte 1 und/oder der zweiten Komponente 22 sein. Die C-C-Doppelbindungen können Teil einer Vinylgruppe, einer Acrylatgruppe, einer Methacrylatgruppe, einer fluorierten Vinylgruppe oder einer Epoxygruppe sein. Quantum dot 1 the speech, then this corresponds according to the figure IC of the surface of the surface coating, which is in particular an organic coating. FIG. 2 shows possible terminal CC double bonds. The CC double bonds may be the CC double bonds of the quantum dots 1 and / or the second component 22. The CC double bonds may be part of a vinyl group, an acrylate group, a methacrylate group, a fluorinated vinyl group or an epoxy group.
Die Figur 3A zeigt ein zweidimensionales Netzwerk von FIG. 3A shows a two-dimensional network of
Quantenpunkten 1 und Matrixmaterial 2. Dabei bilden die Quantum dots 1 and matrix material 2. Here form the
Quantenpunkte 1 die entsprechenden Knotenpunkte des Netzwerks und das Matrixmaterial 2 die Verbindungslinien zwischen den Knotenpunkten oder Quantenpunkten 1. Die Figur 3B zeigt ein dreidimensionales Netzwerk aus  Quantum dots 1, the corresponding nodes of the network and the matrix material 2, the connecting lines between the nodes or quantum dots 1. Figure 3B shows a three-dimensional network
Quantenpunkten 1 und Matrixmaterial 2. Quantum dots 1 and matrix material 2.
Die Figur 4 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements. Insbesondere erfolgt die FIG. 4 schematically shows a method for producing a conversion element. In particular, the
Herstellung mittels Hydrosilylierung . Die Figur 4 zeigt das Bereitstellen eines oberflächenfunktionalisierten Preparation by hydrosilylation. FIG. 4 shows the provision of a surface-functionalized
Quantenpunkts 1, also einem Quantenpunkt 1, der eine Quantum dot 1, so a quantum dot 1, the one
Oberflächenbeschichtung mit zumindest einer endständischen C- C-Doppelbindung 11 aufweist. Insbesondere ist die Surface coating having at least one end C-C double bond 11. In particular, the
endständische C-C-Doppelbindung eine Vinylgruppe. Zu diesen beschichteten Quantenpunkten 1 wird eine erste Komponente 21 dazugegeben. Die erste Komponente 21 weist insbesondere zwei Si-H-Gruppen auf. Zumindest eine Si-H-Gruppe verbindet sich jeweils mit einer endständigen C-C-Doppelbindung des end-capped C-C double bond is a vinyl group. To these coated quantum dots 1, a first component 21 is added. The first component 21 has in particular two Si-H groups. At least one Si-H group connects each with a terminal C-C double bond of
Quantenpunkts und bildet eine kovalente Bindung aus. Quantum dot and forms a covalent bond.
Insbesondere wird die erste Komponente 21 im Überschuss dazugegeben. Anschließend erfolgt die Zugabe einer zweiten Komponente 22 des Matrixmaterials 2. Insbesondere ist die zweite Komponente 22 ein bifunktionalisiertes oder bivinylfunktionalisiertes PDMS oder PDPS . Die zweite In particular, the first component 21 is added in excess. This is followed by the addition of a second component 22 of the matrix material 2. In particular, the second component 22 is a bifunctionalized or bivinyl functionalized PDMS or PDPS. The second
Komponente 22 bindet sich über zumindest eine endständige C- C-Doppelbindung an die erste Komponente 21, insbesondere an die endständige Si-H-Gruppe an. Die Si- (CH2) -Si-Einheiten sind in der Figur 4 im Gegensatz zur Figur 5 nach Reaktion mit der zweiten Komponente 22 nicht gezeigt. Insbesondere wird die zweite Komponente 22 im Unterschuss zugegeben, sodass nicht alle Si-H-funktionalisierten Quantenpunkte 1 hydrosilyliert werden. Anschließend erfolgt die Component 22 binds via at least one terminal C-C double bond to the first component 21, in particular to the terminal Si-H group. The Si (CH 2 ) -Si units are not shown in FIG. 4 in contrast to FIG. 5 after reaction with the second component 22. In particular, the second component 22 is added in deficit, so that not all Si-H-functionalized quantum dots 1 are hydrosilylated. Subsequently, the
Polymerisation der im Schritt D) erzeugten funktionalisierten Quantenpunkte, sodass ein Netzwerk aus Quantenpunkten 1 und Matrixmaterial 2 erzeugt wird. Die Polymerisation erfolgt hier über eine Hydrosilylierung .  Polymerization of the functionalized quantum dots generated in step D), so that a network of quantum dots 1 and matrix material 2 is generated. The polymerization takes place here via a hydrosilylation.
Die Figur 5 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements. Das Verfahren der Figur 5 FIG. 5 schematically shows a method for producing a conversion element. The method of FIG. 5
unterscheidet sich von dem Verfahren der Figur 4 lediglich dadurch, dass die Polymerisation hier nicht mittels differs from the method of Figure 4 only in that the polymerization is not here by means
Hydrosilylierung, sondern radikalisch erfolgt. Insbesondere wird die radikalische Polymerisation durch Zugabe eines Initiators, der thermisch oder UV-stabilisiert ist, Hydrosilylation, but takes place free-radically. In particular, the free radical polymerization is achieved by addition of an initiator which is thermally or UV stabilized,
ausgelöst. Es entsteht ein Netzwerk aus Quantenpunkten 1, die an dem Matrixmaterial 2 angebunden sind. Insbesondere weist das Matrixmaterial 2 Siliziumatome innerhalb der Kette auf. Die Quantenpunkte 1 weisen insbesondere einen Abstand auf, sodass ein Quenchen der Quantenpunkte 1 aufgrund eines zu geringen Abstands vermieden ist. Die Figur 6 zeigt schematische Seitenansichten von triggered. The result is a network of quantum dots 1, which are connected to the matrix material 2. In particular, the matrix material 2 has silicon atoms within the chain. In particular, the quantum dots 1 have a spacing, so that quenching of the quantum dots 1 is avoided due to too small a distance. FIG. 6 shows schematic side views of FIG
optoelektronischen Bauelementen 200 gemäß verschiedener Ausführungsformen. Insbesondere ist das optoelektronische Bauelement 200 eine Leuchtdiode, kurz LED. Gemäß der Figur 6A ist die Lichtquelle 3 ein Leuchtdiodenchip oder Halbleiterchip, der auf einen Träger 4 aufgebracht ist. Unmittelbar über dem Leuchtdiodenchip 3 befindet sich das Konversionselement 100. Direkt aufgebracht schließt hier nicht aus, dass sich ein Verbindungsmittel wie beispielsweise ein Klebstoff zwischen den jeweiligen Komponenten befindet. Optional sind die Lichtquelle 3 sowie das Konversionselement 100 lateral von einem Reflektorverguss 6 umgeben. Optoelectronic devices 200 according to various embodiments. In particular, the optoelectronic component 200 is a light-emitting diode, in short LED. According to FIG. 6A, the light source 3 is a light-emitting diode chip or semiconductor chip which is applied to a carrier 4. Immediately above the LED chip 3 is the conversion element 100. Applied directly does not exclude here that a connecting means such as an adhesive between the respective components. Optionally, the light source 3 and the conversion element 100 are laterally surrounded by a reflector casting 6.
Bei dem Ausführungsbeispiel, wie in Figur 6B gezeigt, weist das optoelektronische Bauelement 200 zusätzlich eine Linse 5 auf. Die Linse 5 kann direkt dem Konversionselement 100 nachgeordnet sein. In the exemplary embodiment, as shown in FIG. 6B, the optoelectronic component 200 additionally has a lens 5. The lens 5 may be directly downstream of the conversion element 100.
In Figur 6C ist zu sehen, dass das Konversionselement 100 direkt auf dem Leuchtdiodenchip 3 oder auf der In FIG. 6C, it can be seen that the conversion element 100 is located directly on the light-emitting diode chip 3 or on the light-emitting diode chip 3
Halbleiterschichtenfolge 3 des optoelektronischen Bauelements 200 angeordnet ist. Dabei fehlt im Vergleich zu Figur 6A der Reflektorverguss 6.  Semiconductor layer sequence 3 of the optoelectronic component 200 is arranged. In this case, the reflector casting 6 is missing in comparison with FIG. 6A.
Beim Ausführungsbeispiel, wie in Figur 6D gezeigt, umhüllt das Konversionselement 100 die gesamte Oberfläche des In the embodiment, as shown in Figure 6D, the conversion element 100 covers the entire surface of the
Halbleiterchips oder der Lichtquelle 3. Insbesondere weist das Konversionselement 100 eine konstante Dicke ringsum die Lichtquelle 3 herum auf. Semiconductor chips or the light source 3. In particular, the conversion element 100 has a constant thickness around the light source 3 around.
Gemäß Figur 6E ist die Lichtquelle oder der Halbleiterchip 3 in einer Ausnehmung 10 eines optoelektronischen Bauelements 200 angeordnet. Die Ausnehmung 10 kann mit einem Verguss 9, beispielsweise aus Silikon, gefüllt sein. Dem Verguss 9 ist direkt das Konversionselement 100 nachgeordnet. Das According to FIG. 6E, the light source or the semiconductor chip 3 is arranged in a recess 10 of an optoelectronic component 200. The recess 10 may be filled with a potting 9, for example made of silicone. The casting 9 is directly downstream of the conversion element 100. The
optoelektronische Bauelement 200 weist ferner ein Gehäuse 21 auf. Mit anderen Worten ist das Konversionselement 100 von der Lichtquelle 3 räumlich beabstandet. Optoelectronic component 200 also has a housing 21 on. In other words, the conversion element 100 is spatially spaced from the light source 3.
In Figur 6F ist dargestellt, dass das Konversionselement 100 den Halbleiterchip oder Lichtquelle 3 kappenartig umgibt, wodurch das Konversionselement 100 in allen Richtungen eine gleichmäßige dicke Schicht aufweist. Das Konversionselement 100 und die Lichtquelle 3 können in einer Ausnehmung eines Gehäuses eines optoelektronischen Bauelements 200 angeordnet sein und von einem Verguss 9 umgeben sein. FIG. 6F shows that the conversion element 100 surrounds the semiconductor chip or light source 3 like a cap, as a result of which the conversion element 100 has a uniform thick layer in all directions. The conversion element 100 and the light source 3 may be arranged in a recess of a housing of an optoelectronic component 200 and surrounded by a potting 9.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 6G zeigt ein The embodiment of Figure 6G shows
optoelektronisches Bauelement 200, in dem das optoelectronic component 200 in which the
Konversionselement 100 die Lichtquelle 3 ringsum umgibt, also von seinen gesamten Oberflächen form- und Stoffschlüssig umhüllt .  Conversion element 100, the light source 3 surrounds all around, so form-fitting and cohesively enveloped by its entire surface.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen The ones described in connection with the figures
Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen. Embodiments and their features can also be combined with each other according to further embodiments, even if such combinations are not explicitly shown in the figures. Furthermore, the embodiments described in connection with the figures may have additional or alternative features as described in the general part.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den The invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly described in the claims
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 105 103.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Claims or embodiments is given. This patent application claims the priority of German Patent Application 10 2016 105 103.9, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
100 Konversionselement 100 conversion element
200 optoelektronisches Bauelement  200 optoelectronic component
1 Quantenpunkte 1 quantum dots
la Halbleiterkern la semiconductor core
lb erste umhüllende Schicht lb first enveloping layer
lc weitere umhüllende Schicht oder Oberflächenbeschichtung der Quantenpunkte lc further enveloping layer or surface coating of the quantum dots
ld Oberfläche eines Quantenpunkts ld surface of a quantum dot
11 endständige C-C-Doppelbindung  11 terminal C-C double bond
2 Matrixmaterial  2 matrix material
21 erste Komponente  21 first component
22 zweite Komponente  22 second component
3 Lichtquelle oder Halbleiterchip 3 light source or semiconductor chip
4 Träger  4 carriers
5 Linse  5 lens
6 Reflektorverguss  6 reflector casting
9 Verguss 9 potting
10 Ausnehmung 10 recess
21 Gehäuse  21 housing

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements (100) mit den Schritten: 1. A method for producing a conversion element (100) comprising the steps:
A) Bereitstellen von Quantenpunkten (1), die zur A) Provision of quantum dots (1) for
Wellenlängenumwandlung von Strahlung eingerichtet sind und die eine Oberflächenbeschichtung mit endständigen C-C- Doppelbindungen (11) aufweisen,  Wavelength conversion of radiation are set up and have a surface coating with terminal C-C double bonds (11),
B) Bereitstellen eines Matrixmaterials (2), das eine erste Komponente (21) und eine zweite Komponente (22) umfasst, wobei die erste Komponente (21) zumindest zwei Si-H-Gruppen aufweist,  B) providing a matrix material (2) comprising a first component (21) and a second component (22), wherein the first component (21) has at least two Si-H groups,
wobei die zweite Komponente (22) zumindest zwei endständige C-C-Doppelbindungen aufweist, wherein the second component (22) has at least two terminal C-C double bonds,
C) Anbinden der ersten Komponente (21) an die endständige C-C-Doppelbindung der Quantenpunkte (1) mittels C) attachment of the first component (21) to the terminal C-C double bond of the quantum dots (1) by means of
Hydrosilylierung, wobei die im Schritt C) durchgeführte Anbindung thermisch erfolgt, wobei die Temperatur mindestens 80 °C ist, Hydrosilylation, wherein the connection carried out in step C) takes place thermally, the temperature being at least 80 ° C.,
D) Anbinden der zweiten Komponente (22) über zumindest eine endständige C-C-Doppelbindung der zweiten Komponente (22) an die erste Komponente (21) nachdem die erste Komponente (21) im Schritt C) angebunden wurde, D) bonding the second component (22) via at least one terminal C-C double bond of the second component (22) to the first component (21) after the first component (21) has been bonded in step C),
E) Polymerisation der im Schritt D) erzeugten  E) polymerization of those produced in step D)
funktionalisierten Quantenpunkte, so dass ein Netzwerk aus Quantenpunkten (1) erzeugt wird, die an dem Matrixmaterial (2) angebunden sind, functionalized quantum dots to produce a network of quantum dots (1) attached to the matrix material (2),
wobei die Polymerisation im Schritt E) radikalisch mit zumindest einem thermischen Initiator oder UV-Initiator erfolgt, wobei zumindest ein Initiator die folgende wherein the polymerization in step E) takes place radically with at least one thermal initiator or UV initiator, wherein at least one initiator has the following
Strukturformel aufweist: Structural formula has:
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0001
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
wobei die zweite Komponente (22) ein vinyl-funktionalisiertes Polydimethylsiloxan, ein vinyl-funktionalisiertes wherein the second component (22) is a vinyl-functionalized polydimethylsiloxane, a vinyl-functionalized
Polydiphenylsiloxan oder eine Mischung daraus ist. Polydiphenylsiloxane or a mixture thereof.
3. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden 3. Method according to at least one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die im Schritt E) durchgeführte Polymerisation wherein the polymerization carried out in step E)
radikalisch erfolgt. done radically.
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
wobei ein thermischer Initiator oder UV-Initiator verwendet wird. wherein a thermal initiator or UV initiator is used.
5. Verfahren nach Anspruch 4, 5. The method according to claim 4,
wobei der Initiator Lucrin-TPO-L ist. wherein the initiator is Lucrin-TPO-L.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden 6. Method according to at least one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die zweite Komponente (22) im Unterschuss dazugegeben wird . wherein the second component (22) is added in excess.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden 7. The method according to at least one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die erste Komponente (21) im Überschuss dazugegeben wird . wherein the first component (21) is added in excess.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden 8. Method according to at least one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die endständige C-C-Doppelbindung zumindest eines wherein the terminal C-C double bond at least one
Quantenpunktes (1) Teil eines Vinyl-Restes , eines Quantum dot (1) Part of a vinyl residue, one
Methacrylat-Restes oder Acrylat-Restes ist. Methacrylate radical or acrylate radical.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden 9. Method according to at least one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die Polymerisation im Schritt E) eine Hydrosilylierung ist. wherein the polymerization in step E) is a hydrosilylation.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden 10. The method according to at least one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die Quantenpunkte (1) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die InP, CdS, CdSe und CuInSe2 umfasst. wherein the quantum dots (1) are selected from a group comprising InP, CdS, CdSe and CuInSe2.
11. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden 11. The method according to at least one of the preceding
Ansprüche, Claims,
wobei die Oberflächenbeschichtung (11) eine organische wherein the surface coating (11) is an organic
Beschichtung ist, die endständige C-C-Doppelbindungen Coating is the terminal C-C double bonds
aufweist . having .
12. Konversionselement (100) umfassend 12. Conversion element (100) comprising
Quantenpunkte (1), die zur Wellenlängenumwandlung von Strahlung eingerichtet sind und die eine  Quantum dots (1), which are set up for the wavelength conversion of radiation and the one
Oberflächenbeschichtung aufweisen, Have surface coating,
wobei benachbarte Quantenpunkte (1) über das Matrixmaterial (2) zur Beabstandung der Quantenpunkte (1) verbunden sind, so dass ein Netzwerk aus Quantenpunkten (1) und Matrixmaterial (2) gebildet ist, wobei das Matrixmaterial (2) aus erster und zweiter Komponente (21, 22) gebildet ist, wobei die erste Komponente (21) zumindest zwei Si-H-Gruppen aufweist, wobei die zweite Komponente (22) zumindest zwei endständige C-C-Doppelbindungen aufweist, wobei die erste Komponente (21) an zumindest eine endständige C-C-Doppelbindung der wherein adjacent quantum dots (1) via the matrix material (2) for spacing the quantum dots (1) are connected, so that a network of quantum dots (1) and matrix material (2) is formed, wherein the matrix material (2) of first and second components (21, 22) is formed, wherein the first component (21) has at least two Si-H groups, wherein the second component (22) has at least two terminal C-C double bonds, wherein the first component (21) to at least one terminal CC double bond of
Quantenpunkte (1) mittels Hydrosilylierung und die zweite Komponente (22) über die endständigen C-C-Doppelbindungen der zweiten Komponente (22) an die erste Komponente (21) Quantum dots (1) by means of hydrosilylation and the second component (22) via the terminal C-C double bonds of the second component (22) to the first component (21)
angebunden ist, tethered,
wobei das Netzwerk aus Quantenpunkten (1) und Matrixmaterial mittels einer radikalischen Polymerisation mit zumindest einem thermischen Initiator oder UV-Initiator erzeugt ist, wobei zumindest ein Initiator die folgende Strukturformel aufweist : wherein the network of quantum dots (1) and matrix material is produced by means of a radical polymerization with at least one thermal initiator or UV initiator, wherein at least one initiator has the following structural formula:
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0001
13. Optoelektronisches Bauelement (200) mit einem 13. Optoelectronic component (200) with a
Halbleiterchip und einem Konversionselement (100), das nach dem Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 erhältlich ist. A semiconductor chip and a conversion element (100) obtainable by the method according to at least one of claims 1 to 11.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114127217A (en) * 2019-03-25 2022-03-01 斯皮拉技术有限公司 Multi-component system and method for producing a multi-component system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1878768A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Curable silicone rubber compositions and cured product thereof
WO2011133228A2 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Pixelligent Technologies, Llc Synthesis, capping and dispersion of nanocrystals
EP2612887A1 (en) * 2010-08-31 2013-07-10 Dow Corning Toray Co., Ltd. Polysiloxane composition, and cured product thereof
US20150054425A1 (en) 2013-08-21 2015-02-26 Cree, Inc. Nanocomposite compositions and methods of making

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002100867A1 (en) * 2000-10-27 2002-12-19 The Regents Of The University Of Michigan Well-defined nanosized building blocks for organic/inorganic nanocomposites

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1878768A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Curable silicone rubber compositions and cured product thereof
WO2011133228A2 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Pixelligent Technologies, Llc Synthesis, capping and dispersion of nanocrystals
EP2612887A1 (en) * 2010-08-31 2013-07-10 Dow Corning Toray Co., Ltd. Polysiloxane composition, and cured product thereof
US20150054425A1 (en) 2013-08-21 2015-02-26 Cree, Inc. Nanocomposite compositions and methods of making

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAI XUAN DUNG ET AL: "InP Quantum Dot-Organosilicon Nanocomposites", BULLETIN OF THE KOREAN CHEMICAL SOCIETY, vol. 33, no. 5, 20 May 2012 (2012-05-20), KR, pages 1491 - 1504, XP055366184, ISSN: 0253-2964, DOI: 10.5012/bkcs.2012.33.5.1491 *
MICHAL ZALIBERA ET AL: "The Redox Chemistry of Mono- and Bis(acyl)phosphane Oxides : The Redox Chemistry of Mono- and Bis(acyl)phosphane Oxides", EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, vol. 2014, no. 2, 13 January 2014 (2014-01-13), DE, pages 331 - 337, XP055376452, ISSN: 1434-193X, DOI: 10.1002/ejoc.201301214 *
XIAOYU CHENG ET AL: "Colloidal silicon quantum dots: from preparation to the modification of self-assembled monolayers (SAMs) for bio-applications", CHEMICAL SOCIETY REVIEWS, CHEMICAL SOCIETY, LONDON, GB, vol. 43, no. 8, 21 April 2014 (2014-04-21), pages 2680 - 2700, XP002730142, ISSN: 0306-0012, [retrieved on 20140107], DOI: 10.1039/C3CS60353A *
XUAN-DUNG MAI ET AL: "The Large-Scale Synthesis of Vinyl-Functionalized Silicon Quantum Dot and Its Application in Miniemulsion Polymerization", JOURNAL OF NANOMATERIALS, vol. 2016, 1 January 2016 (2016-01-01), US, pages 1 - 7, XP055376336, ISSN: 1687-4110, DOI: 10.1155/2016/2490235 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114127217A (en) * 2019-03-25 2022-03-01 斯皮拉技术有限公司 Multi-component system and method for producing a multi-component system

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