WO2018091602A1 - Verfahren zum herstellen eines wellenlängenkonvertierenden elements, verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements und wellenlängenkonvertierendes element - Google Patents

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molding
phosphor
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Christina Keith
Ion Stoll
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Definitions

  • the present invention relates to methods for producing a wavelength-converting element, to methods for producing an optoelectronic component and to wavelength-converting elements.
  • wavelength-converting elements which are intended to at least partially convert light emitted by an optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component into light of a different wavelength. It is known to produce wavelength-converting elements by embedding a ⁇ waves nostinkonvert Schlierenden phosphor in a matrix material.
  • matrix materials for example, ceramics and silicones are known.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wavelength converting element.
  • a further object of the present invention is to specify a method for producing an optoelectronic component.
  • Another Aufga ⁇ be of the present invention is to provide a wavelength-element.
  • a method of manufacturing a welleninkonvert Schlieren- the element comprises the steps of providing a mat ⁇ rixmaterials comprising a fluoropolymer, for READY ⁇ len a phosphor for compounding of the matrix material and the phosphor, to obtain a molding material, for primary shaping of the molding material to forming a shaped body, and dividing the shaped body to obtain a plurality of wavelength converting elements.
  • this method enables a simple and cost-effective production of wavelength-converting elements. Characterized in that the method allows parallel development herstel ⁇ a plurality welleninkonvert Schlierender elements in common processing steps, advantageously low manufacturing costs and low processing time per-available welleninkonvert Schl- give the element. Obtainable by the method of wavelength converting elements are protected by the fluoropolymer-containing matrix material is advantageously very resistant to aging ⁇ resistant, in particular resistant to mechanical A ⁇ effects and effects of light and high temperatures.
  • the primary forming takes place by extrusion or by injection molding.
  • these methods enable a simple and inexpensive primary shaping of the molding material formed from the matrix material and the phosphor.
  • the shaped body is formed as a plate.
  • a plate-shaped molding can advantageously be divided easily into a plurality of similar wavelength-converting elements.
  • the plate is formed with a thickness between 50 ym and 300 ym, preferably with a thickness between 100 ym and 200 ym.
  • the molded body formed as a plate can then be divided in a simple manner so that the wavelength-converting elements formed by dividing the shaped body have the same thickness as the formed as a plate ⁇ te shaped body.
  • the dividing of the shaped body is carried out by sawing, laser cutting, punching, cutting or water jet cutting.
  • the cutting of the shaped body in this process is thus carried out by technically less complex separation processes, which can be carried out simply and inexpensively.
  • the wavelength-converting elements obtained by dividing the shaped body have a cuboid shape. Cubic wellenhavenkon ⁇ vertierende elements are advantageously particularly well suited for use in optoelectronic devices.
  • the cuboid shape advantageously ensures that the thickness of the wavelength-converting element is essentially constant over the entire radiation emission surface.
  • Cuboid wavelength-converting elements with substantially vertical side surfaces and sharp outer edges are also particularly suitable for being arranged above a radiation emission surface of an optoelectronic semiconductor chip and embedded together with the optoelectronic semiconductor chip in a potting material.
  • the square shape of the wellenhavenkonvertie ⁇ Governing member with substantially vertical side faces and substantially right-angled edges prevents an undesired wetting of a top surface of the wavelength converting element ⁇ through the molding material.
  • At least one edge length of the cuboid shape of the wavelength-converting element in the lateral direction of the shaped body is between 100 ⁇ m and 10 mm, preferably between 750 ⁇ m and 2 mm.
  • the wavelength-converting element obtainable by the method is thus suitable for an arrangement on radiation emission surfaces of conventional optoelectronic semiconductor chips.
  • a further step is performed to form one of the wavelength-order ⁇ elements to an optical lens after the division of the shaped body.
  • This method makes use of the fact that the molding material remains thermoplastic even after the primary molding and can be further deformed.
  • the reshaped to a opti ⁇ rule lens wavelength-converting element has the advantage that it can at least partially convert light from a ers ⁇ th wavelength range into light having ei ⁇ ner wavelength from a different wavelength range and shape the light at the same time, for example, collimate the light, focus or disperse.
  • the accommodated in the form of an optoelectronic lens wavelength converting element obtained by this method is ⁇ Lich, fulfill two functions simultaneously in an optoelectronic device. This allows a simple and cost-effective production of optoelectronic components from a small number of individual components.
  • the matrix material has a refractive index between 1.2 and 1.8, preferably between 1.3 and 1.5.
  • the refractive index refers to the wavelength of 589 nm of the sodium D line.
  • the phosphor is provided in the form of particles having a mean size in the range between 500 nm and 100 ym, preferably in the range of 5 ym to 30 ym.
  • the phosphor particles can be compounded particularly well with the matrix material to the molding material.
  • the molding material is formed with a volume-based phosphor content Zvi ⁇ rule 5% and 80%, preferably having a volume-base phosphor content of at least 50%.
  • the avai ⁇ che by the method wavelength converting element allows a particularly effective wavelength conversion in this case.
  • a diffuser material is added to the molding material during compounding.
  • the molding material admixed to the dif- can particularly cause isotropic scattering of fusormaterial in which obtainable by the method wavelength converting element in the wavelength converting element is a ⁇ penetrating light.
  • the diffuser material Si0 2 , AI 2 O 3 or T1O 2 is also possible Ver ⁇ application of T1O 2, which has a coating of Al 2 O 3 or with S1O. 2
  • such diffuser material added to the mold material causes a particularly effective isotropic scattering.
  • the diffuser material is admixed in the form of particles having an average size in the range between 100 nm and 500 nm.
  • diffenor particles of this size added to the molding material make a particularly effective one possible
  • a colored material is added to the molding material during compounding.
  • a coloration of the available by the method welleninkonvertie ⁇ leaders element can be achieved.
  • Another method for manufacturing a wavelength-converting element comprises the steps of providing a matrix material comprising a fluoropolymer, to provide a phosphor for compounding of the matrix material and the phosphor, to maintain a molding material to he ⁇ and for primary shaping of the molding material to to form a wavelength-converting element, which has the shape of an optical ⁇ tical lens.
  • wavelength-converting elements formed from a molding material advertising the comprising a matrix material comprising a fluoropolymer
  • the available by the process of wavelength converting elements may advantageously very old ⁇ approximately resistant, in particular resistant to mechanical action and effects of light and high temperatures
  • the wavelength-converting elements obtainable by the method are in the form of an optical lens, the wavelength-converting elements enable not only a wavelength conversion, but at the same time beamforming, for example collimation, focusing or scattering of light.
  • a method for producing an optoelectronic component comprises steps for producing a wavelength-converting element according to a method of the aforementioned type and for arranging the wavelength-converting element over a radiation emission surface of an optoelectronic semiconductor chip.
  • a wavelength-element for an opto electro ⁇ African component comprises a matrix material and embedded in the matrix material phosphor.
  • the matrix material has a fluoropolymer.
  • the wavelength-converting element has a cuboid shape.
  • this wavelength-Ele ⁇ ment is through which a fluoropolymer-containing matrix material highly resistant to aging, in particular resistant to me chanical ⁇ actions and effects of light and high temperatures.
  • the wavelength-converting element has a cuboid shape, it is particularly suitable for use in optoelectronic components in which the wavelength-converting element is embedded together with an optoelectronic semiconductor chip in a potting material. Due to the square shape of the wellenlän ⁇ genkonvert Schlierenden element is prevented thereby that the potting material unintentionally wetted a top surface of the wavelength-genkonvert Schlierenden element.
  • Another wavelength-converting element for an optoelectronic component has a matrix material and a phosphor embedded in the matrix material.
  • the matrix material has a fluoropolymer.
  • the wel ⁇ lenexcellentnkonvert Schlierende element has the shape of an optical ⁇ rule lens.
  • this wavelength-ele-ment is through which a fluoropolymer-containing matrix material highly resistant to aging, in particular resistant to me chanical ⁇ actions and effects of light and high temperatures. Because the wavelength-converting element is in the form of an optical lens, the wavelength-converting element is not only suitable for one
  • Wavelength conversion of light but at the same time also for beam shaping of the light, for example, for collimation, focusing or expansion of light.
  • FIG. 1 shows a matrix material, a phosphor, a diffuser material and a colored material which can be compounded into a molding material
  • FIG. 2 is a perspective view of a formed from the Formma ⁇ material molding.
  • Figure 3 is a perspective view of a signal obtained by slicing the shaped body wellenexcellentnkonvertie ⁇ Governing member having a parallelepiped shape.
  • Figure 4 is a sectional side view of an opto-electro ⁇ African component comprising a wavelength element.
  • FIG. 5 shows a wavelength-converting element in the form of an optical lens.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an amount of a matrix material 100 comprising a fluoropolymer 105.
  • the matrix material 100 is present as granular granules.
  • the matrix material 100 could also be in a powdered state or in another, informal state.
  • the fluoropolymer 105 is a thermoplastic fluoropolymer suitable for processing by a molding process or an extrusion process.
  • the fluoropolymer 105 may be a perfluoroalkoxy polymer (PFA), a PFA-based mixture, a vinyl fluoride (VF1), a vinylidene fluoride (VDF or VF2), a tetrafluoroethylene (TFE), a chlorotrifluoroethylene (CTFE), a hexafluoropropylene (HFP), a perfluoropropylvinylether (PPVE) or a perfluoromethylvinylether (PMVE).
  • PFA perfluoroalkoxy polymer
  • VF1 vinyl fluoride
  • VDF or VF2 vinylidene fluoride
  • TFE tetrafluoroethylene
  • CTFE chlorotrifluoroethylene
  • HFP hexafluoropropylene
  • PPVE perfluoropropylvinylether
  • PMVE perfluoromethylvinylether
  • the fluoropolymer 105 may also be
  • the matrix material 100 may include additional components in addition to the fluoropolymer 105.
  • the matrix material 100 may comprise a mixture of several of these or other fluoropolymers.
  • the matrix material 100 can also be formed exclusively by the fluoropolymer 105.
  • the matrix material 100 may for example comprise a Brechungsin ⁇ dex which lies between 1.2 and 1.8. It is expedient if the refractive index of the matrix material 100 is between 1.3 and 1.5. The indicated values of the refractive index relate to the wavelength of the sodium D line of 589 nm.
  • FIG. 1 also shows a schematic representation of an amount of a phosphor 110.
  • the phosphor 110 can also be referred to as a converter material.
  • the phosphor 110 is adapted to light having a wavelength of a ers ⁇ spectral range at least partly into light having a wavelength from a second spectral range to konvertie ⁇ ren.
  • the phosphor may be configured 110 to light having a wavelength from the blue or ultra ⁇ violet spectral range to convert light with a wavelength from the yellow or orange spectral range.
  • the phosphor 110 may be one of the following, for example
  • the phosphor 110 may also comprise another material.
  • the phosphor 110 may be in the form of particles, for example. These particles may for example have a mean size in the range between 500 nm and 100 ym. Particularly useful is an average particle size in the range of 5 ym to 30 ym.
  • the matrix material 100 and the phosphor 110 may be mixed MITEI ⁇ Nander and are processed by compounding to an example shown in Fig. 2 form material 150.
  • the mixture obtained by Com ⁇ poundieren molding material 150 can thereby have a beispiels- as related to the volume fraction of the phosphor 110, which is between 5% and 80%. It is particularly expedient if the related to the volume fraction of the phosphor is at least 50% be carrying ⁇ on the molding material 150 110th
  • the molding material 150 can be added during the compounding in addition to the phosphor 110 and other phosphors ⁇ de. These additional phosphors may for example just ⁇ if one have of as examples of the phosphor 110-called materials.
  • the matrix material 100 used for compounding of the molding material 150 in addition to the fluoropolymer 105 may comprise further other fluoropolymers and / or further other materials.
  • the mold material 150 may also be compounded with a diffuser material 120 during compounding. In Fig. 1 egg ⁇ ne amount of such a diffuser material 120 is shown schematically. The diffuser material 120 is in this case designed to diffuse light diffusely.
  • the diffuser material 120 may, for example, be in the form of particles, which may, for example, have an average size in the range between 100 nm and 500 nm.
  • the diffuser material 120 may include, for example, Si0 2 , Al 2 O 3 , or T1O 2 .
  • the diffuser material 120 can also be formed by particles which have T1O 2 with a coating of Al 2 O 3 or S1O 2 . It Kgs ⁇ NEN the molding material 150 also several different dif- fusormaterialien be admixed 120th
  • a colored material 130 may be added to the molding material 150 during compounding.
  • Fig. 1 shows egg ⁇ ne amount of such a colored material 130 in a schematic representation.
  • the colored material 130 may be provided to impart a desired body color to the molding material 150 and to a molding 200 formed subsequently from the molding material 150.
  • the formed molding material 150 is initially shapeless.
  • the molding material is urgeformt 150 to form a mold schematically shown in Fig. 2 body 200.
  • the primary molding can be done for example by extrusion or injection molding (injection molding).
  • injection molding injection molding
  • the molding material 150 is thermo ⁇ plastically deformable by the thermoplastic matrix material 100 itself.
  • the molded body 200 is formed as an extended, flat plate 210 with a thickness 220 that is perpendicular to the lateral plate plane.
  • the thickness 220 of the plate 210 formed molding 200 may for example be between 50 ym and 300 ym. It is particularly expedient if the thickness 220 of the formed as a plate 210 shaped body 200 is between 100 ym and 200 ym.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of a wavelength-converting element 300 formed by dividing the shaped body 200.
  • the parting planes 230, along which the molded body 200 is divided, are oriented perpendicular to the lateral plane of the molded body 200 formed as a plate 210 and arranged so that the by dividing the molded body 200 to the
  • Dividing planes 230 formed wavelength converting elements 300 each have a parallelepiped shape 310 with the same thickness 220 as the original molded body 200.
  • lateral direction of the molded body 200 formed as a plate 210 having a rectangular shape 310 having wavelength converting elements 300 may each have a rectangular or quad ⁇ ratische form. It is advantageous if the wavelength converting members have 300 in lateral direction of the molded body 200 has a side length 320, the interim ⁇ rule 100 ym and 10 mm, in particular between 750 ym and 2 mm.
  • the dividing of the molding 200 formed as a plate 210 along the parting lines 230 can be done for example by sawing, laser cutting, punching, cutting or water jet cutting. It is favorable that the wavelength-converting elements 300 formed in this way have the cuboid shape 310 with high accuracy, that is, the side surfaces of the wavelength-converting elements 300 are substantially perpendicular and the edges of the wavelength-converting elements 300 have angles which are 90 degrees with high accuracy be.
  • the between the tops and For example, angles disposed between the side surfaces of the wavelength converting elements and the angles disposed between the bottoms and side surfaces of the wavelength converting elements may be between 80 degrees and 100 degrees, or between 85 degrees and 95 degrees, or even closer to 90 degrees.
  • Fig. 4 shows a schematic sectional side view of egg ⁇ nes optoelectronic device 400.
  • the opto-electronic device 400 may, for example, a light emitting component be.
  • the optoelectronic device 400 is here formed ⁇ to electromagnetic radiation such as visible light to emit.
  • the optoelectronic component 400 has a carrier 410.
  • an optoelectronic semiconductor chip 420 is arranged on the carrier 410.
  • the optoelectronic half ⁇ conductor chip 420 has a radiation emission surface 430, which faces away from the carrier 410.
  • the optoelectronic semiconductor chip 420 is configured to emit at ⁇ game as light having a wavelength in the blue or ultraviolet spectral range, at its radiation emitting surface 430 electromagnetic radiation.
  • the optical elec- tronic semiconductor chip 420 may be for example a Leuchtdi ⁇ odenchip.
  • one of the wavelength-converting elements 300 formed by dividing the molded body 200 is arranged on the radiation emission surface 430 of the optoelectronic semiconductor chip 420.
  • the arrangement of the wavelength-converting element 300 at the radiation emission surface 430 of the opto ⁇ electronic semiconductor chip 420 may be carried out by a layer transfer.
  • the wavelength converting element 300 of the optoelectronic ⁇ rule device 400 is provided to light emitted from the optoelekt ⁇ tronic semiconductor chip 420 electromagnetic To convert radiation at least in part into electromagnetic radiation of a different wavelength.
  • the wavelength converting element 300 of the opto ⁇ electronic component may be provided 400 to a portion of light emitted by the optoelectronic semiconductor chip 420 of the optoelectronic component 400 light having a wavelength in the blue or ultraviolet spectral range into light having a wavelength in the yellow or orange spectral range to convert.
  • the optoelectronic component 400 radiates a mixture of converted and unconverted light, which may have a white light color.
  • the wavelength conversion is performed by the part of the mold material 150 of the wavelength converting element 300 ⁇ forming phosphor 110th
  • the optoelectronic semiconductor chip 420 and the wavelength converting element 300 of the optoelectronic Bauele ⁇ ments 400 may temporally succeeding processing step Option instance still be embedded in a potting material in a shown in Fig. 4 processing status.
  • the molding material is arranged on the top of the Trä ⁇ gers 410, that the side surfaces of the opto-electro ⁇ African semiconductor chip 420 and the side surfaces of the waves ⁇ nostinkonvert Schlierenden member 300 are covered by the potting material, the facing of the radiation-emitting surface 430 from ⁇ upper surface of the wavelength- Elements 300 is not covered by potting material.
  • the Ver ⁇ casting material may for example comprise a silicone.
  • the optical lens 330 is a plano-convex converging lens.
  • the optical lens 330 could also be embodied differently, for example as a plano-concave diverging lens, as a Fresnel lens or otherwise.
  • the wavelength converting element 300 shown in FIG. 5 may be formed by forming from the wavelength converting element 300 shown in FIG. 3. It is exploited that the molding material 150 also after the prototyping of the molding 200 and after the division of the molding
  • the wavelength-converting element 300 having the shape of the optical lens 330 shown in FIG. 5 may also be made directly by primary molding from the compound material 150 formed by compounding.
  • the prototyping can be done for example by injection molding.
  • a shaped body 200 was not first formed from the molding material 150, which is then divided into individual wavelength-converting elements 300. Instead, from the molding material 150 directly, the wavelength-converting element 300 having the shape of the optical lens 330 has been formed.
  • the wavelength-converting element 300 having the shape of the optical lens 330 shown in FIG. 5, like the wavelength-converting element 300 shown in FIG. 3, may be used in an optoelectronic component 400.
  • the wavelength converting element 300 of FIG. 5 is placed over the radiation emitting surface 430 of an optoelectronic semiconductor chip ⁇ rule 420th
  • the wavelength-converting element 300 embodied as an optical lens 330 can then convert a wavelength of radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip 420 and at the same time shape, for example bundle, collimate or disperse the light emitted by the optoelectronic semiconductor chip 420.

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Matrixmaterials, das ein Fluorpolymer aufweist, zum Bereitstellen eines Leuchtstoffs, zum Compoundieren des Matrixmaterials und des Leuchtstoffs, um ein Formmaterial zu erhalten, zum Urformen des Formmaterials, um einen Formkörper zu bilden, und zum Zerteilen des Formkörpers, um eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente zu erhalten.

Description

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES WELLENLANGENKONVERTIERENDEN ELEMENTS, VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS UND WELLENLÄNGENKONVERTIERENDES ELEMENT
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements, Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und wellenlängenkonvertierende Elemente.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 122 213.5, deren Offenbarungsge¬ halt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es ist bekannt, optoelektronische Bauelemente, beispielsweise Leuchtdioden-Bauelemente, mit wellenlängenkonvertierenden Elementen auszustatten, die dazu vorgesehen sind, von einem optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittiertes Licht zumindest teilweise in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Es ist bekannt, wellenlängenkonvertierende Elemente durch Einbetten eines wellen¬ längenkonvertierenden Leuchtstoffs in ein Matrixmaterial herzustellen. Als Matrixmaterialien sind beispielsweise Keramiken und Silikone bekannt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements anzugeben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Eine weitere Aufga¬ be der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wellenlängenkonvertierendes Element bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements, durch Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und durch wellenlängenkonvertierende Elemente mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprü- che gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertieren- den Elements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Mat¬ rixmaterials, das ein Fluorpolymer aufweist, zum Bereitstel¬ len eines Leuchtstoffs, zum Compoundieren des Matrixmaterials und des Leuchtstoffs, um ein Formmaterial zu erhalten, zum Urformen des Formmaterials, um einen Formkörper zu bilden, und zum Zerteilen des Formkörpers, um eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente zu erhalten.
Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren eine einfache und kostengünstige Herstellung wellenlängenkonvertierender Elemente. Dadurch, dass das Verfahren eine parallele Herstel¬ lung einer Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente in gemeinsamen Bearbeitungsschritten ermöglicht, ergeben sich vorteilhafterweise niedrige Herstellungskosten und geringe Bearbeitungszeiten pro erhältlichem wellenlängenkonvertieren- dem Element. Die durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Elemente sind durch das ein Fluorpolymer aufweisende Matrixmaterial vorteilhafterweise sehr alterungs¬ beständig, insbesondere beständig gegenüber mechanischen Ein¬ wirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperaturen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Urformen durch Extrudieren oder durch Spritzgießen. Vorteilhafterweise ermöglichen diese Verfahren eine einfache und kostengünstige Urformung des aus dem Matrixmaterial und dem Leuchtstoff ge- formten Formmaterials.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Formkörper als Platte gebildet. Ein plattenförmiger Formkörper lässt sich vorteilhafterweise auf einfache Weise in eine Vielzahl gleichartiger wellenlängenkonvertierender Elemente zerteilen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Platte mit einer Dicke zwischen 50 ym und 300 ym ausgebildet, bevorzugt mit einer Dicke zwischen 100 ym und 200 ym. Vorteilhafterweise kann der als Platte ausgebildete Formkörper dann auf einfache Weise so zerteilt werden, dass die durch Zerteilen des Formkörpers gebildeten wellenlängenkonvertierenden Ele- mente dieselbe Dicke aufweisen wie der als Platte ausgebilde¬ te Formkörper.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Zerteilen des Formkörpers durch Sägen, Lasertrennen, Stanzen, Schneiden oder Wasserstrahlschneiden. Vorteilhafterweise erfolgt das Zerteilen des Formkörpers bei diesem Verfahren also durch technisch wenig komplexe Trennverfahren, die sich einfach und kostengünstig durchführen lassen. In einer Ausführungsform des Verfahrens weisen die durch Zerteilen des Formkörpers erhaltenen wellenlängenkonvertierenden Elemente eine Quaderform auf. Quaderförmige wellenlängenkon¬ vertierende Elemente eignen sich vorteilhafterweise besonders gut für eine Verwendung in optoelektronischen Bauelementen. Werden die durch das Verfahren erhältlichen, quaderförmigen wellenlängenkonvertierenden Elemente über Strahlungsemissionsflächen optoelektronischer Halbleiterchips angeordnet, so wird durch die Quaderform vorteilhafterweise sichergestellt, dass die Dicke des wellenlängenkonvertierenden Elements über der gesamten Strahlungsemissionsfläche im Wesentlichen konstant ist. Quaderförmige wellenlängenkonvertierende Elemente mit im Wesentlichen senkrechten Seitenflächen und scharfen Außenkanten eignen sich vorteilhafterweise auch besonders gut dazu, über einer Strahlungsemissionsfläche eines optoelektro- nischen Halbleiterchips angeordnet und gemeinsam mit dem optoelektronischen Halbleiterchip in ein Vergussmaterial eingebettet zu werden. Die Quaderform des wellenlängenkonvertie¬ renden Elements mit im Wesentlichen senkrechten Seitenflächen und im Wesentlichen rechtwinkligen Kanten verhindert dabei eine unerwünschte Benetzung einer Oberseite des wellenlängen¬ konvertierenden Elements durch das Vergussmaterial. In einer Ausführungsform des Verfahrens liegt mindestens eine Kantenlänge der Quaderform des wellenlängenkonvertierenden Elements in laterale Richtung des Formkörpers zwischen 100 ym und 10 mm, bevorzugt zwischen 750 ym und 2 mm. Vorteilhafter- weise eignet sich das durch Verfahren erhältliche wellenlängenkonvertierende Element dadurch für eine Anordnung auf Strahlungsemissionsflächen gebräuchlicher optoelektronischer Halbleiterchips .
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Zerteilen des Formkörpers ein weiterer Schritt durchgeführt zum Um¬ formen eines der wellenlängenkonvertierenden Elemente zu einer optischen Linse. Bei diesem Verfahren wird ausgenutzt, dass das Formmaterial auch nach dem Urformen thermoplastisch bleibt und weiter verformt werden kann. Das zu einer opti¬ schen Linse umgeformte wellenlängenkonvertierende Element bietet den Vorteil, dass es gleichzeitig Licht aus einem ers¬ ten Wellenlängenbereich zumindest teilweise in Licht mit ei¬ ner Wellenlänge aus einem anderen Wellenlängenbereich konvertieren und das Licht formen kann, beispielsweise das Licht kollimieren, fokussieren oder zerstreuen. Dadurch kann das in die Form einer optoelektronischen Linse gebrachte wellenlängenkonvertierende Element, das durch dieses Verfahren erhält¬ lich ist, in einem optoelektronischen Bauelement gleichzeitig zwei Funktionen erfüllen. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung optoelektronischer Bauelemente aus einer nur geringen Anzahl von Einzelkomponenten.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Matrixmate- rial einen Brechungsindex zwischen 1,2 und 1,8 auf, bevorzugt zwischen 1,3 und 1,5. Der Brechungsindex bezieht sich dabei auf die Wellenlänge von 589 nm der Natrium-D-Linie.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leuchtstoff in Form von Partikeln bereitgestellt, die eine mittlere Größe im Bereich zwischen 500 nm und 100 ym aufweisen, bevorzugt im Bereich von 5 ym bis 30 ym. Vorteilhafterweise lassen sich die Leuchtstoffpartikel in diesem Fall besonders gut mit dem Matrixmaterial zu dem Formmaterial compoundieren .
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Formmaterial mit einem auf das Volumen bezogenen Leuchtstoffanteil zwi¬ schen 5 % und 80 % ausgebildet, bevorzugt mit einem auf das Volumen bezogenen Leuchtstoffanteil von mindestens 50 %. Vor¬ teilhafterweise ermöglicht das durch das Verfahren erhältli¬ che wellenlängenkonvertierende Element in diesem Fall eine besonders wirkungsvolle Wellenlängenkonversion.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird dem Formmaterial während des Compoundierens ein Diffusormaterial beigemengt. Vorteilhafterweise kann das dem Formmaterial beigemengte Dif- fusormaterial bei dem durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Element eine besonders isotrope Streuung von in das wellenlängenkonvertierende Element ein¬ dringendem Licht bewirken.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Diffusorma- terial Si02, AI2O3 oder T1O2 auf. Möglich ist auch eine Ver¬ wendung von T1O2, das eine Beschichtung mit AI2O3 oder mit S1O2 aufweist. Vorteilhafterweise bewirkt derartiges dem Formmaterial beigemengtes Diffusormaterial eine besonderes wirkungsvolle isotrope Streuung.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Diffusorma- terial in Form von Partikeln beigemengt, die eine mittlere Größe im Bereich zwischen 100 nm und 500 nm aufweisen. Vorteilhafterweise ermöglichen dem Formmaterial beigemengte Dif- fusorpartikel dieser Größe eine besonders wirkungsvolle
Streuung von Licht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird dem Formmaterial während des Compoundierens ein farbiges Material beigemengt. Durch das Beimengen des farbigen Materials kann eine Färbung des durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertie¬ renden Elements erreicht werden. Ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Matrixmaterials, das ein Fluorpolymer aufweist, zum Be- reitstellen eines Leuchtstoffs, zum Compoundieren des Matrixmaterials und des Leuchtstoffs, um ein Formmaterial zu er¬ halten, und zum Urformen des Formmaterials, um ein wellenlängenkonvertierendes Element zu bilden, das die Form einer op¬ tischen Linse aufweist.
Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine einfache und kostengünstige Herstellung von linsenförmigen wellenlängenkonvertierenden Elementen. Dadurch dass die wellenlängenkonvertierenden Elemente aus einem Formmaterial gebildet wer- den, das ein Matrixmaterial aufweist, das ein Fluorpolymer aufweist, sind die durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Elemente vorteilhafterweise sehr alte¬ rungsbeständig, insbesondere beständig gegenüber mechanischen Einwirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperatu- ren. Dadurch, dass die durch das Verfahren erhältlichen wellenlängenkonvertierenden Elemente die Form einer optischen Linse aufweisen, ermöglichen die wellenlängenkonvertierenden Elemente nicht nur eine Wellenlängenkonversion, sondern gleichzeitig auch eine Strahlformung, beispielsweise eine Kollimation, Fokussierung oder Zerstreuung von Licht.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements nach einem Verfahren der vorgenannten Art und zum Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Elements über einer Strahlungsemissionsfläche eines optoelektronischen Halbleiterchips .
Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine Herstel- lung eines optoelektronischen Bauelements mit einer hohen Alterungsbeständigkeit, die durch eine hohe Alterungsbeständig¬ keit des bei dem optoelektronischen Bauelement eingesetzten wellenlängenkonvertierenden Elements erreicht wird. Ein wellenlängenkonvertierendes Element für ein optoelektro¬ nisches Bauelement weist ein Matrixmaterial und einen in das Matrixmaterial eingebetteten Leuchtstoff auf. Dabei weist das Matrixmaterial ein Fluorpolymer auf. Das wellenlängenkonvertierende Element weist eine Quaderform auf.
Vorteilhafterweise ist dieses wellenlängenkonvertierende Ele¬ ment durch das ein Fluorpolymer aufweisende Matrixmaterial sehr alterungsbeständig, insbesondere beständig gegenüber me¬ chanischen Einwirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperaturen. Dadurch, dass das wellenlängenkonvertierende Element eine Quaderform aufweist, eignet es sich besonders gut für eine Verwendung in optoelektronischen Bauelementen, bei denen das wellenlängenkonvertierende Element gemeinsam mit einem optoelektronischen Halbleiterchip in ein Vergussmaterial eingebettet wird. Durch die Quaderform des wellenlän¬ genkonvertierenden Elements wird dabei verhindert, dass das Vergussmaterial unbeabsichtigt eine Oberseite des wellenlän- genkonvertierenden Elements benetzt.
Ein weiteres wellenlängenkonvertierendes Element für ein optoelektronisches Bauelement weist ein Matrixmaterial und einen in das Matrixmaterial eingebetteten Leuchtstoff auf. Dabei weist das Matrixmaterial ein Fluorpolymer auf. Das wel¬ lenlängenkonvertierende Element weist die Form einer opti¬ schen Linse auf.
Vorteilhafterweise ist dieses wellenlängenkonvertierende Ele- ment durch das ein Fluorpolymer aufweisende Matrixmaterial sehr alterungsbeständig, insbesondere beständig gegenüber me¬ chanischen Einwirkungen und Einwirkungen von Licht und hohen Temperaturen. Dadurch, dass das wellenlängenkonvertierende Element die Form einer optischen Linse aufweist, eignet sich das wellenlängenkonvertierende Element nicht nur für eine
Wellenlängenkonversion von Licht, sondern gleichzeitig auch zur Strahlformung des Lichts, beispielsweise zur Kollimation, Fokussierung oder Aufweitung von Licht. Dadurch eignet sich das wellenlängenkonvertierende Element vorteilhafterweise für eine Verwendung in besonders kompakten und einfach aufgebauten optoelektronischen Bauelementen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
Fig. 1 ein Matrixmaterial, einen Leuchtstoff, ein Dif- fusormaterial und ein farbiges Material, die zu einem Formmaterial compoundiert werden können;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines aus dem Formma¬ terial gebildeten Formkörpers;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines durch Zerteilen des Formkörpers erhaltenen wellenlängenkonvertie¬ renden Elements mit einer Quaderform;
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht eines optoelektro¬ nischen Bauelements mit einem wellenlängenkonvertierenden Element; und
Fig. 5 ein wellenlängenkonvertierendes Element in Form einer optischen Linse.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Menge eines Matrixmaterials 100, das ein Fluorpolymer 105 aufweist. Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel liegt das Matrixmaterial 100 als körniges Granulat vor. Das Matrixmaterial 100 könnte aber auch in pulverförmigem Zustand oder in einem anderen, formlosen Zustand vorliegen. Das Fluorpolymer 105 ist ein thermoplastisches Fluorpolymer, das sich für eine Verarbeitung mittels eines Formverfahrens oder eines Extrusionsverfahrens eignet. Beispielsweise kann es sich bei dem Fluorpolymer 105 um ein Perfluoralkoxy- Polymer (PFA) , um ein PFA-basiertes Gemisch, um ein Vinylflu- orid (VF1), ein Vinylidenfluorid (VDF oder VF2), um ein Tet- rafluorethylen (TFE) , ein Chlortrifluorethylen (CTFE) , ein Hexafluorpropylen (HFP) , ein Perfluorpropylvinylether (PPVE) oder ein Perfluormethylvinylether (PMVE) handeln. Das Fluor- polymer 105 kann aber auch ein anderes Fluorpolymer sein.
Das Matrixmaterial 100 kann zusätzlich zu dem Fluorpolymer 105 weitere Bestandteile umfassen. Beispielsweise kann das Matrixmaterial 100 ein Gemisch mehrerer dieser oder anderer Fluorpolymere umfassen. Das Matrixmaterial 100 kann aber auch ausschließlich durch das Fluorpolymer 105 gebildet sein.
Das Matrixmaterial 100 kann beispielsweise einen Brechungsin¬ dex aufweisen, der zwischen 1,2 und 1,8 liegt. Zweckmäßig ist, wenn der Brechungsindex des Matrixmaterials 100 zwischen 1,3 und 1,5 liegt. Die angegebenen Werte des Brechungsindexes beziehen sich dabei auf die Wellenlänge der Natrium-D-Linie von 589 nm. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung außerdem eine Menge eines Leuchtstoffs 110. Der Leuchtstoff 110 kann auch als Konvertermaterial bezeichnet werden. Der Leuchtstoff 110 ist dazu ausgebildet, Licht mit einer Wellenlänge aus einem ers¬ ten Spektralbereich zumindest teilweise in Licht mit einer Wellenlänge aus einem zweiten Spektralbereich zu konvertie¬ ren. Beispielsweise kann der Leuchtstoff 110 dazu ausgebildet sein, Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultra¬ violetten Spektralbereich in Licht mit einer Wellenlänge aus dem gelben oder orangen Spektralbereich zu konvertieren.
Der Leuchtstoff 110 kann beispielsweise eines der folgenden
Materialien sein oder umfassen: (Lux-1 , Yx) 3 (Alx- lGax) 5012 :Ce3+, (Ba, Sr, Ca) Si202N2 :Eu2+, a-SiA10N mit der all- gemeinen Formel (Li+, Mg2+, Ca2+Y3+) xSil2-m-nAlm+nOnNl 6-n : Ce3+ oder Yb2+, ß-SiAIO : Eu2+ oder Yb2+, Nitrido-Orthosilikate, z.B. AE2-x-aRExEuaSil-y04-x-2yNx) :Eu2+, Orthosilikate (Ba, Sr, Ca) 2Si04 :Eu2+; Chlorosilikate (z.B. Ca8Mg (Si04) 4C12 :Eu2+) , Chlorophosphate, Sr3Sil3A1302N21 :Eu2+, Ba3Si6012N2 :Eu2+, CaLu2Mg2Si3012 :Ce3+, (Y, Lu, Gd, Tb) 3 (All-x, Gax) 5012 : Ce3+; (Ca, Sr) AlSiN3 :Eu2+ , Sr (Ca, Sr) Si2A12N6 : Eu2+ ,
(Sr, Ca) AlSiN3*Si2N20 :Eu2+, (Ca, Ba, Sr) 2 Si5N8 : Eu2+ ; (Ca,
Sr) AI ( 1 -4x/3 ) Si ( 1+x) 3 : Ce ; (x = 0.2 -0.5);
(Ba, Sr, Ca) Si202N2 : Eu2+, AE2-x-aRExEuaSill-y04-x-2yNx) , (Ba, Sr, Ca) 2Si04 :Eu2+; Ca8Mg ( Si04 ) 4C12 : Eu2+ . Dabei bezeichnen AE Erdalkalimetalle und RE Seltenerd-Metalle . Der Leuchtstoff 110 kann aber auch ein anderes Material aufweisen. Der Leuchtstoff 110 kann beispielsweise in Form von Partikeln vorliegen. Diese Partikel können beispielsweise eine mittlere Größe im Bereich zwischen 500 nm und 100 ym aufweisen. Besonders zweckmäßig ist eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 5 ym bis 30 ym.
Das Matrixmaterial 100 und der Leuchtstoff 110 können mitei¬ nander vermischt und durch Compoundieren zu einem in Fig. 2 gezeigten Formmaterial 150 verarbeitet werden. Das durch Com¬ poundieren erhaltene Formmaterial 150 kann dabei beispiels- weise einen auf das Volumen bezogenen Anteil des Leuchtstoffs 110 aufweisen, der zwischen 5 % und 80 % liegt. Besonders zweckmäßig ist, wenn der auf das Volumen bezogene Anteil des Leuchtstoffs 110 an dem Formmaterial 150 mindestens 50 % be¬ trägt .
Dem Formmaterial 150 können während des Compoundierens neben dem Leuchtstoff 110 auch weitere Leuchtstoffe beigemengt wer¬ de. Diese weiteren Leuchtstoffe können beispielsweise eben¬ falls eines der als Beispiele für den Leuchtstoff 110 genann- ten Materialien aufweisen. Wie bereits erwähnt, kann das zur Bildung des Formmaterials 150 durch Compoundieren dienende Matrixmaterial 100 neben dem Fluorpolymer 105 weitere andere Fluorpolymere und/oder weitere andere Materialien aufweisen. Dem Formmaterial 150 kann während des Compoundierens außerdem ein Diffusormaterial 120 beigemengt werden. In Fig. 1 ist ei¬ ne Menge eines solchen Diffusormaterials 120 schematisch dar- gestellt. Das Diffusormaterial 120 ist in diesem Fall dazu ausgebildet, Licht diffus zu streuen. Das Diffusormaterial 120 kann beispielsweise in Form von Partikeln vorliegen, die beispielsweise eine mittlere Größe im Bereich zwischen 100 nm und 500 nm aufweisen können. Das Diffusormaterial 120 kann beispielsweise Si02, AI2O3, oder T1O2 aufweisen. Das Diffusor- material 120 kann auch durch Partikel gebildet sein, die T1O2 mit einer Beschichtung von AI2O3 oder S1O2 aufweisen. Es kön¬ nen dem Formmaterial 150 auch mehrere unterschiedliche Dif- fusormaterialien 120 beigemengt werden.
Außerdem kann dem Formmaterial 150 während des Compoundierens ein farbiges Material 130 beigemengt werden. Fig. 1 zeigt ei¬ ne Menge eines solchen farbigen Materials 130 in schemati- scher Darstellung. Das farbige Material 130 kann dazu vorge- sehen sein, dem Formmaterial 150 und einem nachfolgend aus dem Formmaterial 150 geformten Formkörper 200 eine gewünschte Körperfarbe zu verleihen.
Nach dem Compoundieren des Matrixmaterials 100, des Leucht- Stoffs 110 sowie gegebenenfalls des Diffusormaterials 120, des farbigen Materials 130 oder weiterer Materialien ist das gebildete Formmaterial 150 zunächst formlos. In einem an¬ schließenden Bearbeitungsschritt wird das Formmaterial 150 urgeformt, um einen in Fig. 2 schematisch dargestellten Form- körper 200 zu bilden. Das Urformen kann beispielsweise durch Extrudieren oder durch Spritzgießen (Injection Molding) erfolgen. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Formmaterial 150 durch das thermoplastische Matrixmaterial 100 selbst thermo¬ plastisch verformbar ist.
Der Formkörper 200 wird als ausgedehnte, flache Platte 210 mit einer senkrecht zur lateralen Plattenebene bemessenden Dicke 220 ausgebildet. Die Dicke 220 des als Platte 210 aus- gebildeten Formkörpers 200 kann beispielsweise zwischen 50 ym und 300 ym liegen. Besonders zweckmäßig ist, wenn die Dicke 220 des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 zwischen 100 ym und 200 ym liegt.
In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird der als Plat¬ te 210 ausgebildete Formkörper 200 entlang von Trennebenen 230 zerteilt, um eine Mehrzahl wellenlängenkonvertierender Elemente 300 zu erhalten. Fig. 3 zeigt eine schematische per- spektivische Darstellung eines durch Zerteilen des Formkörpers 200 gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elements 300.
Die Trennebenen 230, entlang der der Formkörper 200 zerteilt wird, sind senkrecht zur lateralen Ebene des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 orientiert und so angeordnet, dass die durch das Zerteilen des Formkörpers 200 an den
Trennebenen 230 gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 jeweils eine Quaderform 310 mit derselben Dicke 220 wie der ursprüngliche Formkörper 200 aufweisen. In laterale Richtung des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 können die eine Quaderform 310 aufweisenden wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 jeweils eine rechteckige oder quad¬ ratische Form aufweisen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 in laterale Richtung des Formkörpers 200 eine Kantenlänge 320 aufweisen, die zwi¬ schen 100 ym und 10 mm liegt, insbesondere zwischen 750 ym und 2 mm.
Das Zerteilen des als Platte 210 ausgebildeten Formkörpers 200 entlang der Trennebenen 230 kann beispielsweise durch Sägen, Lasertrennen, Stanzen, Schneiden oder Wasserstrahlschneiden erfolgen. Es ist günstig, dass die auf diese Weise gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 die Quaderform 310 mit hoher Genauigkeit aufweisen, die Seitenflä- chen der wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 also im Wesentlichen senkrecht sind und die Kanten der wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 Winkel aufweisen, die mit hoher Genauigkeit 90 Grad betragen. Die zwischen den Oberseiten und den Seitenflächen der wellenlängenkonvertierenden Elemente angeordneten Winkel und die zwischen den Unterseiten und den Seitenflächen der wellenlängenkonvertierenden Elemente angeordneten Winkel können beispielsweise zwischen 80 Grad und 100 Grad oder zwischen 85 Grad und 95 Grad oder noch näher an 90 Grad liegen.
Fig. 4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht ei¬ nes optoelektronischen Bauelements 400. Das optoelektronische Bauelement 400 kann beispielsweise ein Leuchtdioden- Bauelement sein. Das optoelektronische Bauelement 400 ist da¬ zu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, zu emittieren. In der schematischen und lediglich beispielhaften Darstellung der Fig. 4 weist das optoelektronische Bauelement 400 einen Träger 410 auf. Auf dem Träger 410 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 420 angeordnet. Der optoelektronische Halb¬ leiterchip 420 weist eine Strahlungsemissionsfläche 430 auf, die von dem Träger 410 abgewandt ist. Der optoelektronische Halbleiterchip 420 ist dazu ausgebildet, an seiner Strahlungsemissionsfläche 430 elektromagnetische Strahlung, bei¬ spielsweise Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich, zu emittieren. Der optoelekt- ronische Halbleiterchip 420 kann beispielsweise ein Leuchtdi¬ odenchip sein.
Auf der Strahlungsemissionsfläche 430 des optoelektronischen Halbleiterchips 420 ist eines der durch Zerteilen des Form- körpers 200 gebildeten wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 angeordnet. Das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Elements 300 an der Strahlungsemissionsfläche 430 des opto¬ elektronischen Halbleiterchips 420 kann durch ein Layertrans- ferverfahren erfolgt sein.
Das wellenlängenkonvertierende Element 300 des optoelektroni¬ schen Bauelements 400 ist dazu vorgesehen, von dem optoelekt¬ ronischen Halbleiterchip 420 emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest zum Teil in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Beispielsweise kann das wellenlängenkonvertierende Element 300 des opto¬ elektronischen Bauelements 400 dazu vorgesehen sein, einen Teil von durch den optoelektronischen Halbleiterchip 420 des optoelektronischen Bauelements 400 emittiertem Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich in Licht mit einer Wellenlänge aus dem gelben oder orangen Spektralbereich zu konvertieren. Das optoelektroni- sehe Bauelement 400 strahlt in diesem Fall eine Mischung von konvertiertem und unkonvertiertem Licht ab, die eine weiße Lichtfarbe aufweisen kann. Die Wellenlängenkonversion erfolgt durch den einen Teil des Formmaterials 150 des wellenlängen¬ konvertierenden Elements 300 bildenden Leuchtstoff 110.
Der optoelektronische Halbleiterchip 420 und das wellenlängenkonvertierende Element 300 des optoelektronischen Bauele¬ ments 400 können in einem dem in Fig. 4 gezeigten Bearbeitungsstand zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt wahl- weise noch in ein Vergussmaterial eingebettet werden. Hierzu wird das Vergussmaterial derart über der Oberseite des Trä¬ gers 410 angeordnet, dass die Seitenflächen des optoelektro¬ nischen Halbleiterchips 420 und die Seitenflächen des wellen¬ längenkonvertierenden Elements 300 durch das Vergussmaterial bedeckt werden, die von der Strahlungsemissionsfläche 430 ab¬ gewandte Oberseite des wellenlängenkonvertierenden Elements 300 jedoch nicht durch Vergussmaterial bedeckt wird. Das Ver¬ gussmaterial kann beispielsweise ein Silikon aufweisen. Fig. 5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines wellenlängenkonvertierenden Elements 300, das die Form einer optischen Linse 330 aufweist. Im Beispiel der Fig. 5 ist die optische Linse 330 eine plankonvexe Sammellinse. Die optische Linse 330 könnte aber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als plankonkave Zerstreuungslinse, als Fres- nel-Linse oder anders. Das in Fig. 5 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300 kann durch Umformen aus dem in Fig. 3 gezeigten wellenlängenkonvertierenden Element 300 gebildet worden sein. Dabei wird ausgenutzt, dass das Formmaterial 150 auch nach dem Urformen des Formkörpers 200 und nach dem Zerteilen des Formkörpers
200 in die einzelnen wellenlängenkonvertierenden Elemente 300 noch thermoplastisch verformbar ist.
Das in Fig. 5 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300 mit der Form der optischen Linse 330 kann aber auch direkt durch Urformen aus dem durch Compoundieren gebildeten Formmaterial 150 hergestellt worden sein. Das Urformen kann dabei beispielsweise durch Spritzgießen erfolgt sein. In diesem Fall wurde aus dem Formmaterial 150 also nicht zunächst ein Formkörper 200 gebildet, der dann in einzelne wellenlängenkonvertierende Elemente 300 zerteilt wird. Stattdessen ist aus dem Formmaterial 150 direkt das wellenlängenkonvertierende Element 300 mit der Form der optischen Linse 330 urgeformt worden .
Das in Fig. 5 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300 mit der Form der optischen Linse 330 kann, wie das in Fig. 3 gezeigte wellenlängenkonvertierende Element 300, in einem optoelektronischen Bauelement 400 verwendet werden. Hierzu wird das wellenlängenkonvertierende Element 300 der Fig. 5 über der Strahlungsemissionsfläche 430 eines optoelektroni¬ schen Halbleiterchips 420 angeordnet. Das als optische Linse 330 ausgebildete wellenlängenkonvertierende Element 300 kann dann eine Wellenlänge von durch den optoelektronischen Halb- leiterchip 420 emittierter Strahlung konvertieren und gleichzeitig das von dem optoelektronischen Halbleiterchip 420 emittierte Licht formen, beispielsweise bündeln, kollimieren oder zerstreuen. Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abge- leitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Matrixmaterial
105 Fluorpolymer
110 Leuchtstoff
120 Diffusormaterial
130 farbiges Material
150 Formmaterial
200 Formkörper
210 Platte
220 Dicke
230 Trennebene
300 wellenlängenkonvertierendes Element
310 Quaderform
320 Kantenlänge
330 optische Linse
400 optoelektronisches Bauelement
410 Träger
420 optoelektronischer Halbleiterchip 430 Strahlungsemissionsfläche

Claims

PATENTA S PRUCHE
Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements (300)
mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Matrixmaterials (100), das ein Flu orpolymer (105) aufweist;
- Bereitstellen eines Leuchtstoffs (110);
- Compoundieren des Matrixmaterials (100) und des Leucht Stoffs (110), um ein Formmaterial (150) zu erhalten;
- Urformen des Formmaterials (150), um einen Formkörper (200) zu bilden;
- Zerteilen des Formkörpers (200), um eine Mehrzahl wel¬ lenlängenkonvertierender Elemente (300) zu erhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 1,
wobei das Urformen durch Extrudieren oder durch Spritzgießen erfolgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Formkörper (200) als Platte (210) gebildet wird .
Verfahren gemäß Anspruch 3,
wobei die Platte (210) mit einer Dicke (220) zwischen 50 ym und 300 ym ausgebildet wird, bevorzugt mit einer Dicke (220) zwischen 100 ym und 200 ym.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zerteilen des Formkörpers (200) durch Sägen, Lasertrennen, Stanzen, Schneiden oder Wasserstrahlschnei den erfolgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durch Zerteilen des Formkörpers (200) erhalte¬ nen wellenlängenkonvertierenden Elemente (300) eine Quaderform (310) aufweisen. Verfahren gemäß Anspruch 6,
wobei mindestens eine Kantenlänge (320) der Quaderform (310) in laterale Richtung des Formkörpers (200) zwischen 100 ym und 10 mm liegt, bevorzugt zwischen 750 ym und 2 mm.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Zerteilen des Formkörpers (200) der fol¬ gende weitere Schritt durchgeführt wird:
- Umformen eines der wellenlängenkonvertierenden Elemente (300) zu einer optischen Linse (330).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Matrixmaterial (100) einen Brechungsindex zwi¬ schen 1,2 und 1,8 aufweist, bevorzugt zwischen 1,3 und 1,5.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Leuchtstoff (110) in Form von Partikeln bereit- gestellt wird, die eine mittlere Größe im Bereich zwi¬ schen 500 nm und 100 ym aufweisen, bevorzugt im Bereich von 5 ym und 30 ym.
11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Formmaterial (150) mit einem auf das Volumen bezogenen Leuchtstoffanteil zwischen 5 % und 80 % ausge bildet wird, bevorzugt mit einem auf das Volumen bezoge¬ nen Leuchtstoffanteil von mindestens 50 %. 12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei dem Formmaterial (150) während des Compoundierens ein Diffusormaterial (120) beigemengt wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12,
wobei das Diffusormaterial (120) Si02, AI2O3 oder T1O2 auf weist .
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 und 13, wobei das Diffusormaterial (120) in Form von Partikeln beigemengt wird, die eine mittlere Größe im Bereich zwi¬ schen 100 nm und 500 nm aufweisen.
15. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei dem Formmaterial (150) während des Compoundierens ein farbiges Material (130) beigemengt wird.
16. Verfahren zum Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements (300)
mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Matrixmaterials (100), das ein Flu¬ orpolymer (105) aufweist;
- Bereitstellen eines Leuchtstoffs (110);
- Compoundieren des Matrixmaterials (100) und des Leucht¬ stoffs, um ein Formmaterial (150) zu erhalten;
- Urformen des Formmaterials (150), um ein wellenlängenkonvertierendes Element (300) zu bilden, das die Form ei¬ ner optischen Linse (330) aufweist.
17. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (400)
mit den folgenden Schritten:
- Herstellen eines wellenlängenkonvertierenden Elements (300) nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ;
- Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Elements (300) über einer Strahlungsemissionsfläche (430) eines opto¬ elektronischen Halbleiterchips (420).
18. Wellenlängenkonvertierendes Element (300) für ein opto¬ elektronisches Bauelement (400)
aufweisend ein Matrixmaterial (100) und einen in das Mat¬ rixmaterial (100) eingebetteten Leuchtstoff (110), wobei das Matrixmaterial (100) ein Fluorpolymer (105) aufweist, wobei das wellenlängenkonvertierende Element (300) eine Quaderform (310) aufweist.
19. Wellenlängenkonvertierendes Element (300) für ein opto- elektronisches Bauelement (400)
aufweisend ein Matrixmaterial (100) und einen in das Mat¬ rixmaterial (100) eingebetteten Leuchtstoff (110), wobei das Matrixmaterial (100) ein Fluorpolymer (105) aufweist,
wobei das wellenlängenkonvertierende Element (300) die
Form einer optischen Linse (330) aufweist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120086028A1 (en) * 2006-03-24 2012-04-12 Beeson Karl W Wavelength conversion chip for use with light emitting diodes and method for making same
US20140061705A1 (en) * 2012-01-24 2014-03-06 Michael A. Tischler Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7424729B2 (en) * 2000-04-17 2008-09-09 Lg Electronics Inc. Differentiated PSIP table update interval technology
DE102010022561A1 (de) * 2010-06-02 2011-12-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wellenlängenkonversionselement, optoelektronisches Bauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement und Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements
DE102013207226A1 (de) * 2013-04-22 2014-10-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Herstellung eines Schichtelements für einen optoelektronischen Halbleiterchip
DE102015103571A1 (de) * 2015-03-11 2016-09-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an Konversionselementen, Konversionselement und optoelektronisches Bauelement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120086028A1 (en) * 2006-03-24 2012-04-12 Beeson Karl W Wavelength conversion chip for use with light emitting diodes and method for making same
US20140061705A1 (en) * 2012-01-24 2014-03-06 Michael A. Tischler Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods

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