WO2020078809A1 - Optoelektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung von optoelektronischen vorrichtungen - Google Patents

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Albert Schneider
Kathy SCHMIDTKE
David Racz
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • German patent application No. 10 2018 125 506.3 This application claims priority from German patent application No. 10 2018 125 506.3, which was filed on October 15, 2018 with the German Patent and Trademark Office.
  • the disclosure content of German patent application No. 10 2018 125 506.3 is hereby incorporated into the disclosure content of the present application.
  • the present invention relates to an optoelectronic device and to a method for producing optoelectronic devices.
  • blue light is emitted by an LED (light emitting diode) semiconductor chip and converted into white light with the aid of phosphor particles contained in a conversion element.
  • the converted light can be emitted in all directions.
  • the light emitted in all directions is not fully usable for an application or can even be disadvantageous depending on the application's requirements.
  • the light can be scattered so that the radiation characteristic is inhomogeneous.
  • Light that emerges from the conversion element via the side flanks can be disadvantageous. This can result in a strong dependence of the brightness on the angle, a strong fluctuation in the color location over the angle and over the surface, an increased etendue and a reduced contrast between the luminous and non-luminous surface.
  • the optical properties mentioned can lead to difficulties in the application in which the optoelectronic device is used.
  • a large color scatter within a conversion element for applications with pixelated light sources in combination with imaging optics is bothersome and undesirable.
  • slight color scatter e.g. B. CxCy ⁇ 0.03, necessary over the entire conversion element in order to minimize color gradients on the projected or imaged surface.
  • the present invention is based, inter alia, on the task of creating an optoelectronic device which can be manufactured inexpensively and which improves the radiation characteristic compared to conventional optoelectronic devices. Furthermore, a method for producing optoelectronic devices is to be specified.
  • An object of the invention is achieved by an optoelectronic device with the features of claim 1.
  • a task of the invention is also achieved by a method for producing optoelectronic devices with the features of claim 7.
  • Preferred embodiments and further developments of the invention are given in the dependent claims.
  • An optoelectronic device has at least one optoelectronic component and a conversion element applied to a first main surface of the optoelectronic component.
  • the conversion element comprises a frame made of a reflective material and conversion material, which is located in the frame.
  • the frame projects laterally over a light-emitting region of the first main surface of the optoelectronic component. As a result, the frame can protrude laterally beyond the optoelectronic component.
  • the integration of the frame made of the reflective material in the conversion element improves the radiation characteristic of the optoelectronic device without further measures, such as. B. the application of a reflective layer by means of a casting, dispensing, molding or baking step are required.
  • the optoelectronic device can be manufactured in an inexpensive manner using the manufacturing method described below.
  • an improved brightness over the radiation angle a better color locus behavior over the angle, a more homogeneous color locus over the surface, i. H. a lower scatter in the area of the outer edge of the conversion element, and a smaller etendue, it aims.
  • the reflective frame can be made very compact and can be attached directly to the conversion layer made of the conversion material, so that no surfaces or other design features, such as. B. a cavity or stopper edges, must be provided for this in the optoelectronic device.
  • the optoelectronic component can emit light in the visible range, ultraviolet (UV) light and / or infrared (IR) light.
  • the optoelectronic component can in particular be designed to generate blue light. Blue light has a wavelength approximately in the range of 450 nm to 490 nm.
  • the optoelectronic component can be an optoelectronic semiconductor component, in particular a semiconductor chip.
  • the optoelectronic component as a light-emitting diode (LED), as an organic light-emitting diode (English: organic light-emitting diode, OLED), as a light-emitting diode Transistor or be designed as an organic light-emitting transistor.
  • the optoelectronic component can be part of an integrated circuit.
  • the light-emitting region can extend over the entire first main surface of the optoelectronic component.
  • the light-emitting region on the first main surface can be partially or completely surrounded by an edge that does not emit light.
  • the light-emitting area can be the surface of an epitaxial layer.
  • the conversion material also called converter material, is designed to convert or convert the light emitted by the optoelectronic component into light with a different wavelength.
  • the conversion material is designed to convert a primary radiation generated by the optoelectronic component.
  • Primary radiation that enters the respective conversion layer in which the conversion material is located is at least partially converted into a secondary radiation by the conversion material.
  • the secondary radiation comprises wavelengths that differ from the wavelengths of the primary radiation, i. that is, larger or smaller than the wavelengths of the primary radiation.
  • the conversion material can contain conversion particles which bring about the conversion of the light emitted by the optoelectronic component.
  • conversion particles can be found as conversion particles in the conversion material. to be hold.
  • Phosphorus can be used as a converter for blue light to generate white light from the blue light.
  • the conversion particles can be embedded in a material or a matrix, for example made of polysiloxane or silicone.
  • the reflective material from which the frame is made can contain reflective particles.
  • the reflective particles can consist of titanium dioxide, TiCk.
  • the reflective particles can be embedded in a material or a matrix, for example made of polysiloxane or silicone.
  • polysiloxane Due to its material properties, polysiloxane is particularly suitable as a matrix for the conversion particles or the reflecting particles. Polysiloxane has a low viscosity, high temperature and UV stability and compatibility with various fillers.
  • reflective means that the reflecting particles are essentially reflective at least for a part of the light emitted by the optoelectronic component or at least for light in a specific wavelength range.
  • the optoelectronic device consists only of the optoelectronic component and the conversion element placed thereon.
  • Several such optoelectronic devices can, for example, be arranged on a foil and can be distributed in this form to a customer.
  • the optoelectronic device can have an at least partially electrically conductive substrate comprises, on which the optoelectronic component is mounted.
  • the substrate can be, for example, a lead frame (leadframe).
  • the substrate can be a so-called QFN (Quad flat no leads package) fat mold.
  • QFN flat mold consists of a lead frame, in particular a coated copper lead frame, which is encapsulated with a potting material, the potting material having the same height as the lead frame, ie no cavities are created.
  • the substrate can also be a printed circuit board (PCB), a ceramic substrate or another suitable substrate.
  • the electrical contact between the optoelectronic component and the substrate can be produced with the aid of solder joints, bonding wires or other suitable contacts.
  • the optoelectronic component, the conversion element and optionally the substrate can be encapsulated to form a housing or a so-called package.
  • the components of the optoelectronic device can be surrounded by means of a molding or dispensing method, in particular with a plastic, an epoxy resin or a silicone.
  • Other packaging methods familiar to the person skilled in the art are also possible.
  • the conversion element can have a plurality of areas of conversion material which are separate from one another and each of which is enveloped by the reflective material.
  • the reflective material can be arranged in a lattice shape within the frame. In the free spaces of the grid, that is, the spaces between the reflective material, the conversion material can be arranged.
  • a microstructure made of conversion material is advantageous, since conversion material can be found above each pixel and this is surrounded by a frame made of the reflective material.
  • different types of conversion material can be used, so that the light emitted by certain pixels is guided through different conversion material.
  • the reflective material serves as a delimitation between different light-emitting areas of the pixelated semiconductor chip.
  • the pixels of such a semiconductor chip can usually be controlled individually.
  • the contrast between luminous and non-luminous surfaces or from pixel to pixel within an LED semiconductor chip can be increased.
  • the microstructure within the conversion element cannot be realized by downstream molding or dispensing processes. Due to the reflective layers between the
  • the radiation characteristic in particular the homogeneity of the color and the brightness, can be further improved compared to a conversion element without a microstructure, since the light guide effect between the individually controllable pixels is thereby eliminated and neither color nor brightness between pixels. This also allows a higher contrast between the individual pixels to be achieved.
  • the optoelectronic device can be used in various applications, for example in headlights for vehicles, flashing lights and / or stage lighting.
  • Vehicle headlights can be used, for example, as surface emitters trained LED semiconductor chips or multipixel LED semiconductor chips contain, on which the conversion elements described in the present application are mounted.
  • Multipixel LED semiconductor chips with conversion elements that contain several areas made of the same or different conversion material can also be used for flashing lights. The latter case makes it possible to produce different shades of white.
  • LED semiconductor chips designed as surface emitters with conversion elements mounted thereon can also be used for stage lighting, for example.
  • the conversion element is applied to the first main surface of the optoelectronic component.
  • the optoelectronic component can have a second main surface opposite the first main surface and a plurality of side surfaces which connect the first and the second main surface to one another. In a rectangular configuration of the first and the second main surface, the optoelectronic component contains exactly four side surfaces.
  • the frame can protrude laterally over at least one of the side surfaces of the optoelectronic component.
  • the frame can also protrude over all side surfaces or over exactly three out of four side surfaces of the optoelectronic component.
  • One of the side surfaces of the optoelectronic component can span a plane and an interface between the frame made of the reflective material and the conversion material can lie in this plane.
  • the interface between the frame and the conversion material is in ge convinced extension of the side surface of the optoelectronic component. This configuration is particularly advantageous when the light-emitting area extends over the entire area first main surface of the optoelectronic component he stretches.
  • each of these side surfaces spans a respective plane in which a respective interface lies between the frame made of the reflective material and the conversion material.
  • the conversion element has a first flat main surface and a second flat main surface opposite the first main surface. Furthermore, the frame and a conversion layer, which contains the conversion material, each have a first surface and a second surface opposite the first surface.
  • the first surfaces of the frame and the conversion layer are each arranged in the first main surface of the conversion element, i. that is, the first surfaces of the frame and the conversion layer are flush.
  • the second upper surfaces of the frame and the conversion layer are each arranged in the second main surface of the conversion element. As a result, the second surfaces are also flush.
  • the conversion layer which contains the conversion material, can have different structures. According to a first variant, conversion particles are homogeneously distributed in the conversion layer. A second variant provides that the conversion particles are sedimented in the conversion layer. According to a third variant, the conversion layer can contain a first layer, which has conversion particles, and a second layer, which has no conversion particles, but in particular ge-hardened polysiloxone particles in polysiloxane.
  • a method for producing optoelectronic devices comprises the following steps.
  • a grid which is made of a reflective material, i. that is, grid nodes and grid bars of the grid, which connect the grid nodes to one another, are made of the reflective material.
  • a reflective material i. that is, grid nodes and grid bars of the grid, which connect the grid nodes to one another, are made of the reflective material.
  • the conversion material can fill the free spaces of the grid completely or only partially.
  • the grid is then separated to obtain conversion elements.
  • the grid can be separated mechanically, for example by sawing or punching, or divided under.
  • the individual conversion elements obtained therefrom can have the shape of the conversion element of the optoelectronic device described above.
  • the grating can be separated such that the conversion elements each have an outer frame made of the reflective material.
  • the conversion elements can each have a microstructure, in which areas of the conversion material are each enveloped by the reflective material.
  • the conversion elements are then applied to optoelectronic components.
  • a respective conversion element by means of a suitable adhesive, e.g. B. a silicone adhesive, glued to a respective optoelectronic component. This creates optoelectronic devices as described above.
  • the method for producing optoelectronic devices can have the configurations of the optoelectronic device described above.
  • the step after which the grating is provided from the reflecting material can include the grating first being produced from the reflecting material and the conversion material then being filled into the free spaces of the grating.
  • the reflective material can be filled into a molded part.
  • the reflective material which contains suitable reflective elements or particles, for example made of titanium dioxide, TiCk, and a material in which the reflective elements or particles are embedded, can be poured into a molded part in a liquid state, and in particular with the aid a doctor blade can be distributed in the molding. After the grid has dried and hardened, the grid can be detached from the molded part.
  • both the grid and the conversion material can each be made of polysiloxane. This ensures good liability and compatibility within the conversion elements to be generated.
  • the grid can also be prefabricated, for example by means of molding, dispensing, injection molding or other suitable techniques.
  • the use of these techniques enables special designs of the grid, e.g. B. undercuts, radii and surface geometries.
  • the Git ter can be made of different materials, e.g. B. made of silicone, epoxy or aluminum.
  • a layer is first produced from the conversion material. Then one lattice-shaped recess in the layer made of the Konversionsma material. In particular, a mechanical process, for example a sawing process, removes conversion material from the layer. Finally, the reflective material is filled into the grid-shaped recess in order to maintain the grid with the conversion material in the free spaces of the grid.
  • At least one layer of conversion material is produced and the at least one layer of the conversion material is sub-divided into segments, e.g. B. using saws.
  • the segments are then arranged in a grid-like manner, for example with the aid of a positioning system or a pick-and-place system, such that there are spaces between the segments for the later grid.
  • the reflective material is filled into the spaces between the segments arranged in a grid.
  • the above configuration can be further developed by producing at least two layers from different conversion materials and dividing these layers into segments. Then the segments of the at least two layers are arranged in one and the same grid, i. that is, the grid contains segments made of different conversion materials. The reflective material is filled in between spaces between the grid-like segments.
  • FIG. 3 shows an illustration of an exemplary embodiment of an optoelectronic device with an LED semiconductor chip, a conversion element, a substrate and a housing;
  • 4A to 4C are illustrations of exemplary embodiments of an optoelectronic device with an LED semiconductor chip and a stamped or shifted conversion element or a conversion element without a frame on one side;
  • 5A to 5C are illustrations of an embodiment of a grid filled with a conversion material made of a reflective material
  • 6A and 6B are illustrations of an exemplary embodiment of a method for producing a lattice from a reflective material
  • FIG. 1A schematically shows an optoelectronic device 10 in a cross section.
  • 1B shows the optoelectronic device 10 in a top view from above.
  • the optoelectronic device 10 comprises an optoelectronic component in the form of an LED semiconductor chip 11 and a conversion element 12.
  • the conversion element 12 comprises a frame 13 made of a reflective material and conversion material 14, which is located in the frame 13.
  • the LED semiconductor chip 11 has a first main surface 21, a second main surface 22 opposite the first main surface 21 and four side surfaces 23 which connect the first and the second main surface 21, 22 to one another.
  • the conversion element 12 is applied to the first main surface 21 of the LED semiconductor chip 11.
  • the light-emitting region of the LED semiconductor chip 11 extends over the entire first main surface 21.
  • the light-emitting region on the first main surface 21, which can be an epitaxial layer, can be surrounded by a chip edge, that does not emit light.
  • the frame 13 of the conversion element 12 laterally projects beyond the first main surface 21 of the LED semiconductor chip 11, i. that is, the frame 13 projects beyond the first main surface 21 or the light-emitting region of the first main surface 21. In the present exemplary embodiment, the frame 13 projects over all four side surfaces 23 of the LED semiconductor chip 11.
  • each of the side surfaces 23 of the LED semiconductor chips 11 spans one level.
  • An interface 24 between the frame 13 and the conversion material 14 has four sections due to the rectangular shape of the layer made of the conversion material 14. Each of these sections of the interface 24 lies in one of the planes spanned by the side surfaces 23 of the LED semiconductor chip 11. 1B corresponds to the outline of the LED semiconductor chip 11 when viewed from above. If the light-emitting region on the first main surface 21 is surrounded by a chip edge that does not emit light, the top view 21 shown in FIG. The outline of the layer of the conversion material 14 shown in FIG. 1B can correspond to the outline of the light-emitting region.
  • the conversion element 12 has a first flat main surface 26 and a second flat main surface 27 opposite the first flat main surface 26, the conversion element 12 having the second flat main surface 27 being applied to the LED semiconductor chip 11.
  • the frame 13 and the layer made of the conversion material 14 each have surfaces which lie in the first flat main surface 26 and the second flat main surface 27, respectively. That is, the frame 13 and the layer of the conversion material 14 are flush on both the top and the bottom of the conversion element 12.
  • the frame 13 comprises four side surfaces 28 which connect the first main surface 26 and the second main surface 27 of the conversion element 12 to one another. It can be provided that one, two, three or all four side surfaces 28 of the frame 13 run perpendicular to the first and the second main surface 26, 27 of the conversion element 12.
  • the reflective material from which the frame 13 is made contains reflective particles of titanium dioxide, T1O2, which are embedded in a matrix of polysiloxane.
  • the conversion material 14 contains phosphor particles, which are also embedded in a polysiloxane matrix.
  • the LED semiconductor chip 11 is a surface emitter that only emits light, in particular blue light, on its upper side. Furthermore, the LED semiconductor chip 11 can also be a volume sensor which emits light on its upper side and the side surfaces. The light emitted by the LED semiconductor chip 11 is converted into white light by the conversion material 14.
  • the desired radiation characteristic can be generated by means of the frame 13 made of the reflective material.
  • the interfaces 24 between the frame 13 and the conversion material 14 do not necessarily have to be oriented perpendicular to the first or second main surface 26, 27 of the conversion element 12, but can also run obliquely to the main surfaces 26, 27, as exemplified in FIG. IC is shown.
  • One, two, three or all four interfaces 24 form with the respective side surface 23 of the LED semiconductor chip 11 an angle a, in particular an internal angle a, which is less than 180 ° and in particular greater than 90 °. This bundles the emitted light, the etendue is reduced and a higher radiation intensity is achieved. This is particularly advantageous for applications with optics.
  • FIGS. 1A and 1B schematically show an optoelectronic device 30 in front in a cross section and a plan view from above.
  • the optoelectronic device 30 is essentially identical to the optoelectronic device 10 shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the LED semiconductor chip 11 is a pixelated semiconductor chip with a plurality of pixels 31, for example four pixels 31, which can be controlled individually.
  • the conversion element 12 contains a plurality of independent areas 32 made of the conversion material 14, each of which is encased by the reflective material from which the frame 13 is formed. Each of the areas 32 is arranged above a respective pixel 31.
  • the reflective material serves as a delimitation between different light-emitting surfaces of the pixelated LED semiconductor chip 11.
  • the optoelectronic device 40 includes the LED semiconductor chip 11 and the conversion element 12 from FIGS. 1A and 1B.
  • the LED semiconductor chip 11 is a so-called flip chip, which has all the electrical contact elements 41 on its underside.
  • the LED semiconductor chip 11 is soldered with its electrical contact elements 41 to a substrate 42, for example a lead frame.
  • the LED semiconductor chip 11, the conversion element 12 and the sub strate 42 are encapsulated in a suitable manner to form a housing 43.
  • FIGS 4A to 4C show sections of optoelectronic devices which are similar to the optoelectronic device 10 described above, but in which the LED semiconductor chip 11 has at least one electrical contact element 44 on its upper side.
  • the electrical contact element 44 on the top of the LED semiconductor chip 11 is exposed and can be contacted by means of a bonding wire 45, a corner of the conversion element 12 has been punched out in FIG. 4A. If there are several electrical contact elements 44 on the top of the LED semiconductor chip 11, one or more further corners of the conversion element 12 can be punched out. Instead of a stamping process, the corners or areas of the conversion element 12 can also be removed with the aid of a laser beam or the conversion element 12 can be produced in such a way that that the corresponding corners or areas are not present from the start.
  • an electrical contact element 44 extends along an edge on the upper side of the LED semiconductor chip 11.
  • the conversion element 12 is shifted accordingly in order to allow contacting of the electrical contact element 44 with bonding wires 45.
  • a grid 50 is provided, as is shown by way of example in FIG. 5A in a top view from above and in FIG. 5B in a cross section.
  • the grating 50 is made of a reflective material, i. that is, lattice nodes 51 and lattice webs 52, which connect the lattice nodes 51 to one another, are made of the reflective material.
  • lattice nodes 51 and lattice webs 52 which connect the lattice nodes 51 to one another, are made of the reflective material.
  • conversion material 14 In free spaces of the grid, i.e. i.e., the interstices between the grid node 51 and the grid webs 52, there is conversion material 14.
  • the height h of the grating 50 can be in the range from approximately 10 pm to approximately 150 pm.
  • the web width b can be in the range from approx. 5 pm to approx. 500 pm.
  • the width d of a lattice free space depends on the chip size and can range from approx. 0.1 mm to approx. 2 mm. Values for the height h, the web width b and the width d outside the ranges mentioned above are also possible.
  • the grid webs 52 can extend perpendicular to the main surfaces of the grid 50 or can be arranged obliquely, as is shown by way of example in FIG. 5C. There, the lattice webs 52 taper starting from one main surface of the lattice 50 in the direction of the other main surface.
  • the lattice webs 52 on one main surface of the lattice 50 can have a width bi that is greater than the width b2 of the lattice webs 52 on the other main surface of the lattice 50.
  • the lattice 50 can have one or the other main surface on one optoelectronic component.
  • 6A and 6B show an exemplary embodiment of a method for producing the grating 50.
  • Reflective material 61 for example with titanium dioxide or filled with another reflective material polysiloxane or silicone, is incorporated in the liquid state by means of doctor blades into a molded part 60, as shown in FIG. 6A.
  • the molded part 60 has the dimensions of the later grid 50.
  • the squeegee can be moved over the molded part 60 or the molded part 60 is moved relative to the squeegee.
  • the grid 50 shown in FIG. 6B can be released from the molded part 60.
  • the grid 50 can also be prefabricated and can be produced, for example, by means of molds, dispensing, injection molding or using their suitable techniques from silicone, epoxy, aluminum or other materials.
  • 7A to 7E show an exemplary embodiment of a method for producing conversion elements 12.
  • liquid conversion material 14 is filled into the grid 50 made of the reflective material by means of doctor blades.
  • the conversion material 14 contains phosphor particles in a matrix made of polysiloxane.
  • the conversion layer formed from the conversion material 14 in the grid 50 can have different structures.
  • the phosphor particles in the conversion material 14 of the conversion layer can be homogeneously distributed in order to achieve a volume conversion.
  • the phosphor particles in the conversion layer can sediment after the conversion material 14 has been introduced into the grid 50 and before the conversion material 14 has hardened.
  • Such a conversion layer is shown by way of example in FIG. 7C.
  • a double layer is produced by doctoring twice in succession.
  • a first layer 65 which contains polysiloxane with phosphor particles, is produced, and then a second layer 66 is generated, which does not contain phosphor particles, but instead contains hardened polysiloxone particles in polysiloxane.
  • the grating 50 can be separated by sawing or punching and the conversion elements 12 shown in FIG. 7E are obtained which, as in FIG. 1B, only a frame 13 made of reflective material or, as in FIG. 2B, an additional one Microstructure made of reflective material contained within the frame 13.
  • the conversion elements 12 with the additional microstructure can be used for pixelated light sources.
  • the conversion elements 12 are then glued onto the LED semiconductor chips 11.
  • 8A to 8E show a further exemplary embodiment of a method for producing conversion elements 12.
  • FIG. 8A shows that the conversion material 14 is first doctored onto a film 70.
  • the conversion material 14 can consist of phosphor particles which are embedded in polysiloxane.
  • a layer 71 is obtained by applying the conversion material 14 to the film 70.
  • the phosphor particles can be homogeneously distributed in the layer 71, as shown in FIG. 8B.
  • the phosphor particles in the layer 71 can sediment before the conversion material 14 hardens or, as in FIG. 7D, the layer 71 can consist of a double layer, a first layer containing polysiloxane with phosphor particles and a second layer not hardened, but phosphor particles Contains polysiloxone particles in polysiloxane.
  • a lattice-shaped recess or a raster 72 is introduced into the layer 71 by removing material from the layer 71, for example by sawing.
  • a lattice-shaped recess or a raster 72 is introduced into the layer 71 by removing material from the layer 71, for example by sawing.
  • individual segments are generated from layer 71 and interstices 73 lying between the segments.
  • the gaps 73 are, as shown in FIG. 8D, by doctoring with the reflective material 61, e.g. B. polysiloxane filled with titanium dioxide particles to finally produce the grid 50.
  • the grid 50 can be separated by sawing or punching in order to obtain the conversion elements 12 shown in FIG. 8E with or without a microstructure.
  • FIGS. 8A to 8E show a further exemplary embodiment of a method for producing conversion elements 12, which is largely similar to the method shown in FIGS. 8A to 8E.
  • FIG. 9A shows that, analogously to FIGS. 8A and 8B, two layers 81, 82 of conversion material on foils 70 are generated by doctoring.
  • the layers 81, 82 can differ from one another, for example, by different conversion particles or different conversion solutions.
  • a lattice-shaped recess or a raster 72 is introduced into both layers 81, 82 in order to produce individual segments 83 from layer 81 and individual segments 84 from layer 82.
  • the segments 83 and 84 are arranged together, for example with the aid of a positioning system or a pick-and-place system, in a grid-like manner on a film 85 in such a way that spaces 86 for the later grating 50 between the segments 83, 84 as shown in Fig. 9C.
  • the gaps 86 are, according to FIG. 9C, squeegeeed with the reflective material 61, e.g. B. polysiloxane filled with titanium dioxide particles, to finally generate the grid 50 gene.
  • the reflective material 61 e.g. B. polysiloxane filled with titanium dioxide particles
  • the grid 50 is separated by sawing or punching to obtain the conversion elements 12 shown in FIG. 9E with or without a microstructure.
  • the optoelectronic devices described in the present application can be used, for example, in headlights for vehicles, flashing lights and / or stage lights.
  • LED semiconductor chips with conversion elements according to FIGS. 1, 3 and 4 or multipixel LED semiconductor chips with conversion elements according to FIGS. 2, 3 and 4 are particularly suitable as surface emitters 2, 3, 4 and 9 can be used with conversion elements.
  • stage lighting for example LED semiconductor chips designed as surface emitters with conversion elements mounted thereon according to FIGS. 1, 3 and 4 can be used.

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Abstract

Eine optoelektronische Vorrichtung (10) umfasst ein optoelektronisches Bauelement (11) und ein auf einer ersten Hauptoberfläche (21) des optoelektronischen Bauelements (11) aufgebrachtes Konversionselement (12), wobei das Konversionselement (12) einen Rahmen (13) aus einem reflektierenden Material und Konversionsmaterial (14), das sich in dem Rahmen (13) befindet, aufweist, und wobei der Rahmen (13) seitlich über einen Licht emittierenden Bereich der ersten Hauptoberfläche (21) des optoelektronischen Bauelements (11) übersteht.

Description

OPTOELEKTRONISCHE VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON OPTOELEKTRONISCHEN VORRICHTUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deut schen Patentanmeldung Nr. 10 2018 125 506.3, die am 15. Oktober 2018 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2018 125 506.3 wird hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegen den Anmeldung aufgenommen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Vor richtung und ein Verfahren zur Herstellung von optoelektroni schen Vorrichtungen.
In herkömmlichen optoelektronischen Vorrichtungen wird blaues Licht von einem LED (englisch: light emitting diode) -Halbleiter chip emittiert und mit Hilfe von Phosphorpartikeln, die in einem Konversionselement enthalten sind, in weißes Licht konvertiert. Die Abstrahlung des konvertierten Lichts in alle Richtungen ist möglich. Das in alle Richtungen abgestrahlte Licht ist nicht vollständig für eine Anwendung nutzbar oder kann je nach Anfor derung der Anwendung sogar nachteilig sein. In Abhängigkeit von der Geometrie des Konversionselements, wie z. B. der Dicke der Konversionsschicht, und der Anordnung der Phosphorpartikel in dem Konversionselement kann das Licht so gestreut werden, dass die Abstrahlcharakteristik inhomogen ist.
Licht, das über die Seitenflanken aus dem Konversionselement austritt, kann nachteilig sein. Daraus können eine starke Ab hängigkeit der Helligkeit vom Winkel, eine starke Schwankung des Farborts über den Winkel sowie über die Fläche, ein vergrö ßertes Etendue sowie ein verminderter Kontrast zwischen leuch tender und nichtleuchtender Fläche resultieren. Die genannten optischen Eigenschaften können zu Schwierigkeiten in der Applikation, in der die optoelektronische Vorrichtung zum Einsatz kommt, führen. Insbesondere ist eine große Farbor- tstreuung innerhalb eines Konversionselements für Applikationen mit pixelierten Leuchtquellen in Kombination mit abbildenden Optiken störend und unerwünscht. Für derartige Applikationen sind geringe Farbstreuungen, z. B. CxCy < ± 0.03, über das gesamte Konversionselement notwendig, um Farbverläufe auf der projizierten oder abgebildeten Fläche zu minimieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zu grunde, eine optoelektronische Vorrichtung zu schaffen, welche sich kostengünstig hersteilen lässt und welche die Abstrahlcha rakteristik gegenüber herkömmlichen optoelektronischen Vorrich tungen verbessert. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Vorrichtungen angegeben werden.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine optoelektro nische Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine Auf gabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Vorrichtungen mit den Merk malen des Anspruchs 7. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiter bildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen an gegeben .
Eine optoelektronische Vorrichtung weist mindestens ein opto elektronisches Bauelement und ein auf einer ersten Hauptober fläche des optoelektronischen Bauelements aufgebrachtes Konver sionselement auf. Das Konversionselement umfasst einen Rahmen aus einem reflektierenden Material und Konversionsmaterial, das sich in dem Rahmen befindet. Der Rahmen steht seitlich über einen Licht emittierenden Bereich der ersten Hauptoberfläche des optoelektronischen Bauelements über. Folglich kann der Rah men das optoelektronische Bauelement seitlich überragen. Die Integration des Rahmens aus dem reflektierenden Material in das Konversionselement verbessert die Abstrahlcharakteristik der optoelektronischen Vorrichtung, ohne dass weitere Maßnah men, wie z. B. das Aufbringen einer reflektierenden Schicht mittels eines Verguss-, Dispensier-, Mold- oder Ausheiz schritts, erforderlich sind. Außerdem kann die optoelektroni sche Vorrichtung mit Hilfe des weiter unten beschriebenen Her stellungsverfahrens in kostengünstiger Weise hergestellt wer den .
Ferner kann mittels der optoelektronischen Vorrichtung eine verbesserte Helligkeit über den Abstrahlwinkel, ein besseres Farbortverhalten über den Winkel, ein homogenerer Farbort über die Fläche, d. h. eine geringere Streuung im Bereich der Außen kante des Konversionselements, sowie ein kleineres Etendue er zielt werden.
Der reflektierende Rahmen kann sehr kompakt ausgeführt und di rekt an der Konversionsschicht aus dem Konversionsmaterial an gebracht werden, so dass keine Flächen oder weitere Designmerk male, wie z. B. eine Kavität oder Stopperkannten, in der opto elektronischen Vorrichtung dafür vorgesehen werden müssen.
Das optoelektronische Bauelement kann Licht im sichtbaren Be reich, Ultraviolett (UV) -Licht und/oder Infrarot (IR) -Licht emittieren. Das optoelektronische Bauelement kann insbesondere dazu ausgebildet sein, blaues Licht zu erzeugen. Blaues Licht hat eine Wellenlänge ungefähr im Bereich von 450 nm bis 490 nm.
Weiterhin kann das optoelektronische Bauelement ein optoelekt ronisches Halbleiterbauelement, insbesondere ein Halbleiter chip, sein. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauele ment als Licht emittierende Diode (englisch: light emitting diode, LED), als organische Licht emittierende Diode (englisch: organic light emitting diode, OLED) , als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das optoelektronische Bauelement kann außer dem Teil einer integrierten Schaltung sein.
Neben dem optoelektronischen Bauelement können weitere Halblei terbauelemente und/oder andere Komponenten in die optoelektro nische Vorrichtung integriert sein.
Der Licht emittierende Bereich kann sich über die gesamte erste Hauptoberfläche des optoelektronischen Bauelements erstrecken. Alternativ kann der Licht emittierende Bereich auf der ersten Hauptoberfläche teilweise oder vollständig von einem Rand um geben sein, der kein Licht emittiert. Beispielsweise kann der Licht emittierende Bereich die Oberfläche einer Epitaxie- Schicht sein.
Das Konversionsmaterial, auch Konvertermaterial genannt, ist dazu ausgebildet, das von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Licht in Licht mit anderer Wellenlänge umzuwandeln bzw. zu konvertieren. Mit anderen Worten ist das Konversions material zur Konversion einer von dem optoelektronischen Bau element erzeugten Primärstrahlung ausgebildet. Primärstrahlung, die in die jeweilige Konversionsschicht, in dem sich das Kon versionsmaterial befindet, eintritt, wird von dem Konversions material zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung umgewan delt. Dabei umfasst die Sekundärstrahlung Wellenlängen, die sich von den Wellenlängen der Primärstrahlung unterscheiden, d. h., die größer oder kleiner als die Wellenlängen der Primärstrahlung sind .
Das Konversionsmaterial kann Konversionspartikel enthalten, welche die Konversion des von dem optoelektronischen Bauelement emittierten Lichts bewirken. Beispielsweise können Phosphorpar tikel als Konversionspartikel in dem Konversionsmaterial ent- halten sein. Phosphor kann als Konverter für blaues Licht ein gesetzt werden, um aus dem blauen Licht weißes Licht zu erzeu gen .
Die Konversionspartikel können in ein Material bzw. eine Matrix, beispielsweise aus Polysiloxan oder Silikon, eingebettet sein. Das reflektierende Material, aus dem der Rahmen gefertigt ist, kann reflektierende Partikel enthalten. Beispielsweise können die reflektierenden Partikel aus Titandioxid, TiCk, bestehen.
Die reflektierenden Partikel können in ein Material bzw. eine Matrix, beispielsweise aus Polysiloxan oder Silikon, eingebet tet sein.
Polysiloxan eignet sich aufgrund seiner Materialeigenschaften in besonderer Weise als Matrix für die Konversionspartikel bzw. die reflektierenden Partikel. Polysiloxan weist eine geringe Viskosität, eine hohe Temperatur- sowie UV-Stabilität und eine Kompatibilität mit verschiedenen Füllstoffen auf.
Reflektierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die reflek tierenden Partikel zumindest für einen Teil des von dem opto elektronischen Bauelement emittierten Lichts oder zumindest für Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich im Wesentlichen reflektierend sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die optoelektronische Vorrichtung nur aus dem optoelektronischen Bauelement und dem darauf auf gebrachten Konversionselement besteht. Mehrere derartige opto elektronische Vorrichtungen können beispielsweise auf einer Fo lie angeordnet werden und in dieser Form an einen Abnehmer ausgeliert werden.
Weiterhin ist es möglich, dass die optoelektronische Vorrich tung ein zumindest teilweise elektrisch leitfähiges Substrat umfasst, auf welches das optoelektronische Bauelement montiert ist. Das Substrat kann beispielsweise ein Leiterrahmen (eng lisch: leadframe) sein. Weiterhin kann das Substrat ein soge nanntes QFN (englisch: quad flat no leads package ) -Fiatmold sein. Ein QFN-Flatmold besteht aus einem Leiterrahmen, insbe sondere einem beschichteten Kupfer-Leiterrahmen, der von einem Vergussmaterial umspritzt ist, wobei das Vergussmaterial die gleiche Höhe wie der Leiterrahmen hat, d. h., es werden keine Kavitäten erzeugt. Das Substrat kann ferner eine Leiterplatte (englisch: printed Circuit board, PCB), ein keramisches Substrat oder ein anderes geeignetes Substrat sein.
Der elektrische Kontakt zwischen dem optoelektronischen Bauele ment und dem Substrat kann mit Hilfe von Lötstellen, Bonddrähten oder anderen geeigneten Kontakten erzeugt werden.
Das optoelektronische Bauelement, das Konversionselement und gegebenenfalls das Substrat können verkapselt sein, um ein Ge häuse bzw. ein sogenanntes Package zu bilden. Beispielsweise können die Komponenten der optoelektronischen Vorrichtung mit tels eines Mold- oder Dispensverfahrens insbesondere mit einem Kunststoff, einem Epoxidharz oder einem Silikon umgeben werden. Auch andere Verpackungsmethoden, die dem Fachmann vertraut sind, sind möglich.
Ein weiterer Vorteil der optoelektronischen Vorrichtung ist, dass auch reflektierende Schichten bzw. Rahmen innerhalb des Konversionselements angeordnet werden können. Das Konversions element kann mehrere, voneinander getrennte Bereiche aus Kon versionsmaterial, die jeweils von dem reflektierenden Material umhüllt sind, aufweisen. Insbesondere kann das reflektierende Material innerhalb des Rahmens gitterförmig angeordnet sein. In den Freiräumen des Gitters, d. h., den Zwischenräumen zwischen dem reflektierenden Material, kann das Konversionsmaterial an geordnet sein. Bei einem als pixeliertem Halbleiterchip, insbesondere als pi- xeliertem LED-Halbleiterchip, ausgestalteten optoelektronischen Bauelement ist eine Mikrostruktur aus Konversionsmaterial vor teilhaft, da sich oberhalb jeden Pixels Konversionsmaterial be finden kann und dieses von einem Rahmen aus dem reflektierenden Material umgeben ist. Ferner können verschiedene Arten von Kon versionsmaterial verwendet werden, so dass das von bestimmten Pixeln abgestrahlte Licht durch unterschiedliches Konversions material geführt wird.
Das reflektierende Material dient bei dieser Ausgestaltung als Abgrenzung zwischen verschiedenen lichtemittierenden Flächen des pixelierten Halbleiterchips. Die Pixel eines derartigen Halbleiterchips lassen sich üblicherweise einzeln ansteuern.
Dadurch kann der Kontrast zwischen leuchtenden und nichtleuch tenden Flächen bzw. von Pixel zu Pixel innerhalb eines LED- Halbleiterchips erhöht werden.
Die Mikrostruktur innerhalb des Konversionselements kann durch nachgelagerte Mold- oder Dispensprozesse nicht realisiert wer den. Durch die reflektierenden Schichten zwischen den
einzelnen pixelierten Bereichen des LED-Halbleiterchips kann die Abstrahlcharakteristik, insbesondere die Homogenität der Farbe sowie der Helligkeit, gegenüber einem Konversionselement ohne Mikrostruktur noch weiter verbessert werden, da der Light- Guide-Effekt zwischen den einzeln anzusteuernden Pixeln dadurch beseitig wird und weder Farbe noch Helligkeit zwischen Pixeln beeinträchtig wird. Damit lasst sich auch ein höherer Kontrast zwischen den einzelnen Pixeln erreichen.
Die optoelektronische Vorrichtung kann in verschiedenen Appli kationen eingesetzt werden, zum Beispiel in Scheinwerfern für Fahrzeuge, Blitzlichtern und/oder Bühnenbeleuchtungen. Fahr zeugscheinwerfer können beispielsweise als Oberflächenemitter ausgebildete LED-Halbleiterchips oder Multipixel-LED-Halb- leiterchips enthalten, auf welche die in der vorliegenden An meldung beschriebenen Konversionselemente montiert sind. Für Blitzlichter können ebenfalls Multipixel-LED-Halbleiterchips mit Konversionselementen eingesetzt werden, die mehrere Berei che aus gleichem oder unterschiedlichem Konversionsmaterial enthalten. Der letztere Fall ermöglicht es, unterschiedliche Weißfarbtöne zu erzeugen. Auch für Bühnenbeleuchtungen können beispielsweise als Oberflächenemitter ausgebildete LED-Halb leiterchips mit darauf montierten Konversionselementen verwen det werden.
Wie oben beschrieben ist das Konversionselement auf der ersten Hauptoberfläche des optoelektronischen Bauelements aufgebracht. Das optoelektronische Bauelement kann eine der ersten Haupt oberfläche gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche sowie meh rere Seitenflächen, welche die erste und die zweite Hauptober fläche miteinander verbinden, aufweisen. Bei einer rechteckför migen Ausgestaltung der ersten und der zweiten Hauptoberfläche enthält das optoelektronische Bauelement genau vier Seitenflä chen. Der Rahmen kann seitlich über mindestens eine der Seiten flächen des optoelektronischen Bauelements überstehen. Weiter hin kann der Rahmen über alle Seitenflächen oder über genau drei von vier Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements über stehen .
Eine der Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements kann eine Ebene aufspannen und eine Grenzfläche zwischen dem Rahmen aus dem reflektierenden Material und dem Konversionsmaterial kann in dieser Ebene liegen. Mit anderen Worten liegt die Grenz fläche zwischen dem Rahmen und dem Konversionsmaterial in ge danklicher Verlängerung der Seitenfläche des optoelektronischen Bauelements. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteil haft, wenn der Licht emittierende Bereich sich über die gesamte erste Hauptoberfläche des optoelektronischen Bauelements er streckt .
Das gleiche kann für alle andere Seitenflächen oder auch nur für insgesamt drei von vier Seitenflächen des optoelektronischen Bauelements gelten. D. h., jede dieser Seitenflächen spannt eine jeweilige Ebene auf, in der eine jeweilige Grenzfläche zwischen dem Rahmen aus dem reflektierenden Material und dem Konversi onsmaterial liegt.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Konversionselement eine erste ebene Hauptoberfläche und eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite ebene Hauptoberfläche auf. Ferner wei sen der Rahmen und eine Konversionsschicht, die das Konversi onsmaterial enthält, jeweils eine erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche auf. Die ersten Oberflächen des Rahmens und der Konversionsschicht sind jeweils in der ersten Hauptoberfläche des Konversionselements angeordnet, d. h., die ersten Oberflächen des Rahmens und der Konversionsschicht sind bündig. Ferner sind die zweiten Ober flächen des Rahmens und der Konversionsschicht jeweils in der zweiten Hauptoberfläche des Konversionselements angeordnet. Folglich sind auch die zweiten Oberflächen bündig.
Die Konversionsschicht, die das Konversionsmaterial enthält, kann unterschiedlich aufgebaut sein. Gemäß einer ersten Vari ante sind Konversionspartikel in der Konversionsschicht homogen verteilt. Eine zweite Variante sieht vor, dass die Konversions partikel in der Konversionsschicht sedimentiert sind. Gemäß ei ner dritten Variante kann die Konversionsschicht eine erste Schicht, die Konversionspartikel aufweist, und eine zweite Schicht, die keine Konversionspartikel, aber insbesondere ge härtete Polysiloxonpartikel in Polysiloxan aufweist, enthalten. Ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Vorrich tungen umfasst folgende Schritte.
Zunächst wird ein Gitter bereitgestellt, das aus einem reflek tierenden Material gefertigt ist, d. h., Gitterknoten und Git terstege des Gitters, welche die Gitterknoten miteinander ver binden, sind aus dem reflektierenden Material gefertigt. In den Freiräumen des Gitters, d. h., den Zwischenräumen zwischen den Gitterknoten und -Stegen, befindet sich Konversionsmaterial. Das Konversionsmaterial kann die Freiräume des Gitters voll ständig oder auch nur zum Teil füllen.
Anschließend wird das Gitter vereinzelt, um Konversionselemente zu erhalten. Zum Vereinzeln kann das Gitter mechanisch, bei spielsweise durch Sägen oder Stanzen, aufgetrennt bzw. unter teilt werden. Die daraus erhaltenen einzelnen Konversionsele mente können die Form des oben beschriebenen Konversionselements der optoelektronischen Vorrichtung haben. Insbesondere kann das Gitter derart vereinzelt werden, dass die Konversionselemente jeweils einen außenliegenden Rahmen aus dem reflektierenden Ma terial aufweisen. Ferner können die Konversionselemente jeweils eine Mikrostruktur aufweisen, bei welcher Bereiche aus dem Kon versionsmaterial jeweils von dem reflektierenden Material um hüllt sind.
Anschließend werden die Konversionselemente auf optoelektroni sche Bauelemente aufgebracht. Insbesondere kann ein jeweiliges Konversionselement mittels eines geeigneten Klebstoffs, z. B. eines Silikonklebstoffs, auf ein jeweiliges optoelektronisches Bauelement geklebt werden. Dadurch werden optoelektronische Vorrichtungen geschaffen, wie sie oben beschrieben sind.
Das Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Vorrich tungen kann die oben beschriebenen Ausgestaltungen der opto elektronischen Vorrichtung aufweisen. Der Schritt, nach welchem das Gitter aus dem reflektierenden Material bereitgestellt wird, kann umfassen, dass das Gitter zunächst aus dem reflektierenden Material hergestellt wird und das Konversionsmaterial anschließend in die Freiräume des Git ters eingefüllt wird.
Zum Herstellen des Gitters kann das reflektierende Material in ein Formteil gefüllt werden. Das reflektierende Material, das geeignete reflektierende Elemente bzw. Partikel, beispielsweise aus Titandioxid, TiCk, sowie ein Material, in welches die re flektierenden Elemente bzw. Partikel eingebettet sind, enthält, kann in einem flüssigen Zustand in ein Formteil gegossen werden und insbesondere mit Hilfe eines Rakels in dem Formteil verteilt werden. Nach dem Trocknen und Aushärten des Gitters kann das Gitter aus dem Formteil gelöst werden.
Insbesondere wenn das Gitter wie vorstehend beschrieben mit Hilfe eines Formteils und eines Rakelverfahrens hergestellt wird, können sowohl das Gitter als auch das Konversionsmaterial jeweils aus Polysiloxan hergestellt sein. Dies gewährleistet eine gute Haftung bzw. Kompatibilität innerhalb der zu erzeu genden Konversionselemente.
Alternativ kann das Gitter auch vorgefertigt sein, beispiels weise mittels Molden, Dispensen, Spritzgießen oder anderen ge eigneten Techniken. Die Verwendung dieser Techniken ermöglicht besondere Ausgestaltungen des Gitters, z. B. Hinterschneidun gen, Radien und Oberflächengeometrien. Weiterhin kann das Git ter aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, z. B. aus Silikon, Epoxid oder Aluminium.
Zur Herstellung des mit dem Konversionsmaterial gefüllten Git ters wird gemäß einer Ausgestaltung zunächst eine Schicht aus dem Konversionsmaterial hergestellt. Anschließend wird eine gitterförmige Aussparung in der Schicht aus dem Konversionsma terial erzeugt. Insbesondere durch einen mechanischen Prozess, beispielsweise einen Sägeprozess, wird dabei Konversionsmate rial aus der Schicht entfernt. Schließlich wird das reflektie rende Material in die gitterförmige Aussparung eingefüllt, um das Gitter mit dem Konversionsmaterial in den Freiräumen des Gitters zu erhalten.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung wird zum Herstellen des mit dem Konversionsmaterial gefüllten Gitters mindestens eine Schicht aus Konversionsmaterial hergestellt und die mindestens eine Schicht aus dem Konversionsmaterial wird in Segmente un terteilt, z. B. mittels Sägen. Anschließend werden die Segmente, beispielsweise mit Hilfe eines Positionierungssystems bzw. ei nes Pick-and-Place-Systems , rasterförmig derart angeordnet, dass sich Zwischenräume für das spätere Gitter zwischen den Segmenten befinden. In die Zwischenräume zwischen den raster förmig angeordneten Segmenten wird das reflektierende Material eingefüllt .
Die vorstehende Ausgestaltung kann weitergebildet werden, indem mindestens zwei Schichten aus unterschiedlichen Konversionsma terialien hergestellt werden und diese Schichten in Segmente unterteilt werden. Anschließend werden die Segmente der mindes tens zwei Schichten in ein und demselben Raster angeordnet, d. h., das Raster enthält Segmente aus unterschiedlichen Konver sionsmaterialien. Das reflektierende Material wird in Zwischen räume zwischen den rasterförmig angeordneten Segmenten einge füllt .
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen schematisch: Fig. 1A bis IC Darstellungen eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Vorrichtung mit einem LED-Halbleiterchip und einem Konver sionselement ;
Fig. 2A und 2B Darstellungen eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Vorrichtung mit einem LED-Halbleiterchip und einem eine Mik rostruktur aufweisenden Konversionselement;
Fig. 3 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Vorrichtung mit einem LED-Halbleiterchip, einem Konversi onselement, einem Substrat und einem Ge häuse;
Fig. 4A bis 4C Darstellungen von Ausführungsbeispielen ei ner optoelektronischen Vorrichtung mit ei nem LED-Halbleiterchip und einem gestanzten oder verschobenen Konversionselement bzw. einem Konversionselement ohne Rahmen auf ei ner Seite;
Fig. 5A bis 5C Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines mit einem Konversionsmaterial gefüll ten Gitters aus einem reflektierenden Mate rial ;
Fig. 6A und 6B Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Git ters aus einem reflektierenden Material;
Fig. 7A bis 7E Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung von Kon versionseiementen; Fig. 8A bis 8E Darstellungen eines weiteren Ausführungs beispiels eines Verfahrens zur Herstellung von Konversionselementen; und
Fig. 9A bis 9D Darstellungen eines weiteren Ausführungs beispiels eines Verfahrens zur Herstellung von Konversionselementen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die bei gefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Be schreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifi sche Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert wer den können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschauli chung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merk male der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbei spiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spe zifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschrei bung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identi schen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Fig. 1A zeigt schematisch eine optoelektronische Vorrichtung 10 in einem Querschnitt. Fig. 1B zeigt die optoelektronische Vor richtung 10 in einer Draufsicht von oben.
Die optoelektronische Vorrichtung 10 umfasst ein optoelektro nisches Bauelement in Form eines LED-Halbleiterchips 11 und ein Konversionselement 12. Das Konversionselement 12 umfasst einen Rahmen 13 aus einem reflektierenden Material und Konversions material 14, das sich in dem Rahmen 13 befindet. Der LED-Halbleiterchip 11 hat eine erste Hauptoberfläche 21, eine der ersten Hauptoberfläche 21 gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 22 sowie vier Seitenflächen 23, welche die erste und die zweite Hauptoberfläche 21, 22 miteinander verbinden.
Das Konversionselement 12 ist auf die erste Hauptoberfläche 21 des LED-Halbleiterchips 11 aufgebracht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Licht emittierende Be reich des LED-Halbleiterchips 11 über die gesamte erste Haupt oberfläche 21. Alternativ kann der Licht emittierende Bereich auf der ersten Hauptoberfläche 21, der eine Epitaxie-Schicht sein kann, von einem Chiprand umgeben sein, der kein Licht emittiert .
Der Rahmen 13 des Konversionselements 12 überragt seitlich die erste Hauptoberfläche 21 des LED-Halbleiterchips 11, d. h., der Rahmen 13 steht über die erste Hauptoberfläche 21 bzw. über den Licht emittierenden Bereich der ersten Hauptoberfläche 21 über. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steht der Rahmen 13 über alle vier Seitenflächen 23 des LED-Halbleiterchips 11 über.
Gedanklich spannt jede der Seitenflächen 23 des LED-Halbleiter chips 11 eine Ebene auf. Eine Grenzfläche 24 zwischen dem Rahmen 13 und dem Konversionsmaterial 14 weist aufgrund der Rechteck form der Schicht aus dem Konversionsmaterial 14 vier Abschnitte auf. Jeder dieser Abschnitte der Grenzfläche 24 liegt in einer der von den Seitenflächen 23 des LED-Halbleiterchips 11 aufge spannten Ebenen. Folglich entspricht der in Fig. 1B gezeigte Umriss der Schicht aus dem Konversionsmaterial 14 in der Drauf sicht von oben dem Umriss des LED-Halbleiterchips 11. Falls der Licht emittierende Bereich auf der ersten Hauptoberfläche 21 von einem Chiprand umgeben ist, der kein Licht emittiert, kann der in Fig. 1B gezeigte Umriss der Schicht aus dem Konversions material 14 dem Umriss des Licht emittierenden Bereichs ent sprechen . Weiterhin weist das Konversionselement 12 eine erste ebene Hauptoberfläche 26 und eine der ersten ebenen Hauptoberfläche 26 gegenüberliegende zweite ebene Hauptoberfläche 27 auf, wobei das Konversionselement 12 mit der zweiten ebenen Hauptoberflä che 27 auf den LED-Halbleiterchip 11 aufgebracht ist. Der Rahmen 13 und die Schicht aus dem Konversionsmaterial 14 weisen jeweils Oberflächen auf, die in der ersten ebenen Hauptoberfläche 26 bzw. der zweiten ebenen Hauptoberfläche 27 liegen. D. h., der Rahmen 13 und die Schicht aus dem Konversionsmaterial 14 sind sowohl auf der Oberseite als auch der Unterseite des Konversi onselements 12 bündig.
Der Rahmen 13 umfasst vier Seitenflächen 28, welche die erste Hauptoberfläche 26 und die zweite Hauptoberfläche 27 des Kon versionselements 12 miteinander verbinden. Es kann vorgesehen sein, dass eine, zwei, drei oder alle vier Seitenflächen 28 des Rahmens 13 senkrecht zur der ersten und der zweiten Hauptober fläche 26, 27 des Konversionselements 12 verlaufen.
Das reflektierende Material, aus dem der Rahmen 13 gefertigt ist, enthält reflektierende Partikel aus Titandioxid, T1O2, die in eine Matrix aus Polysiloxan eingebettet sind.
Das Konversionsmaterial 14 enthält Phosphorpartikel, die eben falls in eine Matrix aus Polysiloxan eingebettet sind.
Der LED-Halbleiterchip 11 ist ein Oberflächenemitter, der Licht, insbesondere blaues Licht, nur an seiner Oberseite emittiert. Weiterhin kann der LED-Halbleiterchip 11 auch ein Volumenemit ter sein, der Licht an seiner Oberseite und den Seitenflächen abstrahlt. Das von dem LED-Halbleiterchip 11 abgestrahlte Licht wird von dem Konversionsmaterial 14 in weißes Licht umgewandelt. Mittels des Rahmens 13 aus dem reflektierenden Material kann die gewünschte Abstrahlcharakteristik erzeugt werden. Die Grenzflächen 24 zwischen dem Rahmen 13 und dem Konversions material 14 müssen nicht zwingend senkrecht zu der ersten bzw. zweiten Hauptoberfläche 26, 27 des Konversionselements 12 ori entiert sein, sondern können auch schräg zu den Hauptoberflächen 26, 27 verlaufen, wie beispielhaft in Fig. IC gezeigt ist. Eine, zwei, drei oder alle vier Grenzflächen 24 bilden mit der jewei ligen Seitenfläche 23 des LED-Halbleiterchips 11 einen Winkel a, insbesondere einen Innenwinkel a, der kleiner als 180° ist und insbesondere größer als 90°. Dadurch wird eine Bündelung des emittierten Lichts erzielt, das Etendue wird verkleinert und es wird eine höhere Strahlungsstärke erreicht. Dies bringt insbesondere Vorteile für Anwendungen mit einer Optik.
Fig. 2A und 2B zeigen schematisch eine optoelektronische Vor richtung 30 in einem Querschnitt bzw. einer Draufsicht von oben. Die optoelektronische Vorrichtung 30 ist bis auf die im Folgen den genannten Unterschiede im Wesentlichen identisch mit der in Fig. 1A und 1B dargestellten optoelektronischen Vorrichtung 10.
In der optoelektronischen Vorrichtung 30 ist der LED-Halbleiter- chip 11 ein pixelierter Halbleiterchip mit mehreren Pixeln 31, beispielsweise vier Pixeln 31, die sich einzeln ansteuern las sen .
Das Konversionselement 12 enthält mehrere unabhängige Bereiche 32 aus dem Konversionsmaterial 14, die jeweils von dem reflek tierenden Material, aus dem auch der Rahmen 13 gebildet ist, umhüllt sind. Jeder der Bereiche 32 ist oberhalb eines jewei ligen Pixels 31 angeordnet.
Ferner kann vorgesehen sein, dass verschiedene Arten von Kon versionsmaterial 14 für ausgewählte Bereiche 32 verwendet wer den, so dass das von bestimmten Pixeln 31 abgestrahlte Licht durch unterschiedliches Konversionsmaterial 14 geführt wird. Das reflektierende Material dient bei der optoelektronischen Vorrichtung 30 als Abgrenzung zwischen verschiedenen lichtemit tierenden Flächen des pixelierten LED-Halbleiterchips 11.
Fig. 3 zeigt schematisch eine optoelektronische Vorrichtung 40 in einem Querschnitt. Die optoelektronische Vorrichtung 40 ent hält den LED-Halbleiterchip 11 sowie das Konversionselement 12 aus Fig. 1A und 1B.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der LED-Halbleiterchip 11 ein sogenannter Flip-Chip, der alle elektrischen Kontakte lemente 41 auf seiner Unterseite hat. Der LED-Halbleiterchip 11 ist mit seinen elektrischen Kontaktelementen 41 auf ein Substrat 42, beispielsweise einen Leiterrahmen, gelötet. Ferner sind der LED-Halbleiterchip 11, das Konversionselement 12 sowie das Sub strat 42 in geeigneter Weise verkapselt, um ein Gehäuse 43 zu bilden .
Fig. 4A bis 4C zeigen Ausschnitte aus optoelektronischen Vor richtungen, die der oben beschriebenen optoelektronischen Vor richtung 10 ähnlich sind, bei denen der LED-Halbleiterchip 11 jedoch zumindest ein elektrisches Kontaktelement 44 an seiner Oberseite aufweist.
Damit das elektrische Kontaktelement 44 an der Oberseite des LED-Halbleiterchips 11 freiliegt und mittels eines Bonddrahts 45 kontaktiert werden kann, ist in Fig. 4A eine Ecke des Kon versionselements 12 ausgestanzt worden. Falls sich mehrere elektrische Kontaktelemente 44 an der Oberseite des LED-Halb leiterchips 11 befinden, können eine oder mehrere weitere Ecken des Konversionselements 12 ausgestanzt werden. Anstelle eines Stanzprozesses können die Ecken bzw. Bereiche des Konversions elements 12 auch mit Hilfe eines Laserstrahls entfernt werden oder das Konversionselement 12 kann derart hergestellt werden, dass die entsprechenden Ecken bzw. Bereiche von vornherein nicht vorhanden sind.
In Fig. 4B erstreckt sich ein elektrisches Kontaktelement 44 entlang einer Kante an der Oberseite des LED-Halbleiterchips 11. Hier ist das Konversionselement 12 entsprechend verschoben, um eine Kontaktierung des elektrischen Kontaktelements 44 mit Bonddrähten 45 zu ermöglichen.
Nicht alle vier Seiten des Konversionselements 12 müssen einen Rahmen 13 aus reflektierendem Material aufweisen. Je nach Chiptyp bzw. Applikationsanforderung können auch nur ein, zwei oder drei Seiten des Konversionsmaterials 14 von dem Rahmen 13 umgeben sein. Fig. 4C zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem diejenige Seite des Konversionselements 12 keinen Rahmen 13 aufweist, auf der sich die Bonddrähte 45 befinden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele von Verfahren be schrieben, mit denen sich die vorstehend beschriebenen opto elektronischen Vorrichtungen 10, 30 und 40 hersteilen lassen.
Zunächst wird ein Gitter 50 bereitgestellt, wie es beispielhaft in Fig. 5A in einer Draufsicht von oben und in Fig. 5B in einem Querschnitt dargestellt ist.
Das Gitter 50 ist aus einem reflektierenden Material gefertigt, d. h., Gitterknoten 51 und Gitterstege 52, welche die Gitter knoten 51 miteinander verbinden, sind aus dem reflektierenden Material gefertigt. In Freiräumen des Gitters, d. h., den Zwi schenräumen zwischen den Gitterknoten 51 und den Gitterstegen 52, befindet sich Konversionsmaterial 14.
Die Höhe h des Gitters 50 kann im Bereich von ca. 10 pm bis ca. 150 pm liegen. Die Stegbreite b kann im Bereich von ca. 5 pm bis ca. 500 pm liegen. Die Breite d eines Gitterfreiraums hängt von der Chipgröße ab und kann im Bereich von ca. 0,1 mm bis ca. 2 mm liegen. Werte für die Höhe h, die Stegbreite b und die Breite d außerhalb der vorstehend genannten Bereiche sind auch möglich .
Die Gitterstege 52 können sich senkrecht zu den Hauptoberflächen des Gitters 50 erstrecken oder können schräg angeordnet sein, wie beispielhaft in Fig. 5C gezeigt ist. Dort verjüngen sich die Gitterstege 52 ausgehend von einer Hauptoberfläche des Git ters 50 in Richtung der anderen Hauptoberfläche. Beispielsweise können die Gitterstege 52 an einer Hauptoberfläche des Gitters 50 eine Breite bi aufweisen, die größer ist als die Breite b2 der Gitterstege 52 an der anderen Hauptoberfläche des Gitters 50. Je nach Applikation kann das Gitter 50 mit der einen oder der anderen Hauptoberfläche auf ein optoelektronisches Bauele ment montiert werden.
Fig. 6A und 6B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Gitters 50.
Reflektierendes Material 61, beispielsweise mit Titandioxid o- der mit einem anderen reflektierenden Material gefülltes Poly siloxan oder Silikon, wird in flüssigem Zustand mittels Rakeln in ein Formteil 60 eingearbeitet, wie in Fig. 6A gezeigt ist. Das Formteil 60 hat die Maße des späteren Gitters 50. Das Rakel kann dabei über das Formteil 60 bewegt werden oder aber das Formteil 60 wird relativ zum Rakel bewegt.
Nach dem Trocknen und Aushärten kann das in Fig. 6B dargestellte Gitter 50 aus dem Formteil 60 gelöst werden.
Als Alternative kann das Gitter 50 auch vorgefertigt sein und beispielsweise mittels Molden, Dispensen, Spritzgießen oder an deren geeigneten Techniken aus Silikon, Epoxid, Aluminium oder anderen Materialien hergestellt werden. Fig. 7A bis 7E zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung von Konversionselementen 12.
Fig. 7A zeigt, dass flüssiges Konversionsmaterial 14 in das Gitter 50 aus dem reflektierenden Material mittels Rakeln ge füllt wird. Das Konversionsmaterial 14 enthält Phosphorpartikel in einer Matrix aus Polysiloxan.
Die aus dem Konversionsmaterial 14 in dem Gitter 50 gebildete Konversionsschicht kann unterschiedlich aufgebaut sein.
Wie Fig. 7B zeigt, können die Phosphorpartikel in dem Konver sionsmaterial 14 der Konversionsschicht homogen verteilt sein, um eine Volumenkonversion zu erzielen.
Alternativ können die Phosphorpartikel in der Konversions schicht nach dem Einbringen des Konversionsmaterials 14 in das Gitter 50 und vor dem Aushärten des Konversionsmaterials 14 sedimentieren . Eine derartige Konversionsschicht ist beispiel haft in Fig. 7C dargestellt.
Gemäß einer weiteren, in Fig. 7D dargestellten Variante wird eine Doppelschicht erzeugt, indem zweimal nacheinander gerakelt wird. Zunächst wird eine erste Schicht 65, die Polysiloxan mit Phosphorpartikeln enthält, erzeugt und anschließend wird eine zweite Schicht 66 erzeugt, die keine Phosphorpartikel, sondern gehärtete Polysiloxonpartikel in Polysiloxan enthält.
Nach dem Aushärten des Konversionsmaterials 14 kann das Gitter 50 durch Sägen oder Stanzen vereinzelt werden und es werden die in Fig. 7E dargestellten Konversionselemente 12 erhalten, die wie in Fig. 1B lediglich einen Rahmen 13 aus reflektierendem Material oder wie in Fig. 2B eine zusätzliche Mikrostruktur aus reflektierendem Material innerhalb des Rahmens 13 enthalten. Die Konversionselemente 12 mit der zusätzlichen Mikrostruktur können für pixelierte Lichtquellen eingesetzt werden.
Anschließend werden die Konversionselemente 12 auf die LED- Halbleiterchips 11 geklebt.
Fig. 8A bis 8E zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung von Konversionselementen 12.
Fig. 8A zeigt, dass zunächst das Konversionsmaterial 14 auf eine Folie 70 gerakelt wird. Das Konversionsmaterial 14 kann auch hier aus Phosphorpartikeln, die in Poylsiloxan eingebettet sind, bestehen .
Durch das Aufbringen des Konversionsmaterials 14 auf die Folie 70 wird eine Schicht 71 erhalten. Die Phosphorpartikel können in der Schicht 71 homogen verteilt sein, wie in Fig. 8B gezeigt ist. Alternativ können die Phosphorpartikel in der Schicht 71 vor dem Aushärten des Konversionsmaterials 14 sedimentieren o- der die Schicht 71 kann wie in Fig. 7D aus einer Doppelschicht bestehen, wobei eine erste Schicht Polysiloxan mit Phosphorpar tikeln enthält und eine zweite Schicht keine Phosphorpartikel, sondern gehärtete Polysiloxonpartikel in Polysiloxan enthält.
Anschließend wird, wie in Fig. 8C gezeigt ist, eine gitterför mige Aussparung bzw. ein Raster 72 in die Schicht 71 einge bracht, indem Material aus der Schicht 71 beispielsweise durch Sägen entfernt wird. Dadurch werden einzelne Segmente aus der Schicht 71 erzeugt sowie zwischen den Segmenten liegende Zwi schenräume 73.
Die Zwischenräume 73 werden gemäß Fig. 8D durch Rakeln mit dem reflektierenden Material 61, z. B. Polysiloxan mit Titandi oxidpartikeln, gefüllt, um schließlich das Gitter 50 zu erzeu- gen . Das Gitter 50 kann durch Sägen oder Stanzen vereinzelt werden, um die in Fig. 8E dargestellten Konversionselemente 12 mit oder ohne Mikrostruktur zu erhalten.
Fig. 9A bis 9D zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung von Konversionselementen 12, welches dem in Fig. 8A bis 8E gezeigten Verfahren in weiten Teilen ähnlich ist.
Fig. 9A zeigt, dass analog zu Fig. 8A und 8B durch Rakeln zwei Schichten 81, 82 aus Konversionsmaterial auf Folien 70 generiert werden. Die Schichten 81, 82 können sich beispielsweise durch unterschiedliche Konversionspartikel oder unterschiedliche Kon versionslösungen voneinander unterscheiden.
In beide Schichten 81, 82 wird gemäß Fig. 9B durch Sägen eine gitterförmige Aussparung bzw. ein Raster 72 eingebracht, um einzelne Segmente 83 aus der Schicht 81 und einzelne Segmente 84 aus der Schicht 82 zu erzeugen.
Anschließend werden die Segmente 83 und 84 gemeinsam, beispiels weise mit Hilfe eines Positionierungssystems bzw. eines Pick- and-Place-Systems , rasterförmig auf einer Folie 85 derart an geordnet, dass sich Zwischenräume 86 für das spätere Gitter 50 zwischen den Segmenten 83, 84 befinden, wie in Fig. 9C gezeigt ist .
Die Zwischenräume 86 werden gemäß Fig. 9C durch Rakeln mit dem reflektierenden Material 61, z. B. Polysiloxan mit Titandi oxidpartikeln, gefüllt, um schließlich das Gitter 50 zu erzeu gen .
Anschließend wird das Gitter 50 durch Sägen oder Stanzen ver einzelt, um die in Fig. 9E dargestellten Konversionselemente 12 mit oder ohne Mikrostruktur zu erhalten. Die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen optoelektroni schen Vorrichtungen können zum Beispiel in Scheinwerfern für Fahrzeuge, Blitzlichtern und/oder Bühnenbeleuchtungen einge setzt werden. Für Fahrzeugscheinwerfer eignen sich insbesondere als Oberflächenemitter ausgebildete LED-Halbleiterchips mit Konversionselementen gemäß den Fig. 1, 3 und 4 oder Multipixel- LED-Halbleiterchips mit Konversionselementen gemäß den Fig. 2, 3 und 4. Für Blitzlichter können Multipixel-LED-Halbleiterchips in Verbindung mit Konversionselementen gemäß den Fig. 2, 3, 4 und 9 eingesetzt werden. Für Bühnenbeleuchtungen können bei spielsweise als Oberflächenemitter ausgebildete LED-Halbleiter- chips mit darauf montierten Konversionselementen gemäß den Fig. 1, 3 und 4 verwendet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 optoelektronische Vorrichtung
11 LED-Halbleiterchip
12 Konversionselement
13 Rahmen
14 Konversionsmaterial
21 erste Hauptoberfläche
22 zweite Hauptoberfläche
23 Seitenfläche
24 Grenzfläche
26 erste Hauptoberfläche
27 zweite Hauptoberfläche
28 Seitenfläche
30 optoelektronische Vorrichtung
31 Pixel
32 Bereich
40 optoelektronische Vorrichtung
41 elektrisches Kontaktelement
42 Substrat
43 Gehäuse
44 elektrisches Kontaktelement
45 Bonddraht
50 Gitter
51 Gitterknoten
52 Gittersteg
60 Formteil
61 reflektierendes Material
65 erste Schicht
66 zweite Schicht
70 Folie
71 Schicht
72 Raster
73 Zwischenraum
81 Schicht 82 Schicht
83 Segment
84 Segment
85 Folie
86 Zwischenraum

Claims

ANSPRÜCHE
1. Optoelektronische Vorrichtung (10, 30, 40) mit
einem optoelektronischen Bauelement (11), und
einem auf einer ersten Hauptoberfläche (21) des opto elektronischen Bauelements (11) aufgebrachten Konversi onselement (12),
wobei das Konversionselement (12) einen Rahmen (13) aus einem reflektierenden Material und Konversionsmaterial (14), das sich in dem Rahmen (13) befindet, aufweist, und wobei der Rahmen (13) seitlich über einen Licht emittie renden Bereich der ersten Hauptoberfläche (21) des opto elektronischen Bauelements (11) übersteht.
2. Optoelektronische Vorrichtung (30) nach Anspruch 1, wobei das Konversionselement (12) mehrere Bereiche (32) aus dem Konversionsmaterial (14), die jeweils von dem reflektie renden Material umhüllt sind, aufweist.
3. Optoelektronische Vorrichtung (10, 30, 40) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das optoelektronische Bauelement (11) eine der ers ten Hauptoberfläche (21) gegenüberliegende zweite Haupt oberfläche (22) sowie mehrere Seitenflächen (23), welche die erste und die zweite Hauptoberfläche (21, 22) mitei nander verbinden, aufweist, und
wobei der Rahmen (13) seitlich über mindestens eine der Seitenflächen (23) des optoelektronischen Bauelements (11) übersteht.
4. Optoelektronische Vorrichtung (10, 30, 40) nach Anspruch 3, wobei eine der Seitenflächen (23) des optoelektroni schen Bauelements (11) eine Ebene aufspannt und eine Grenzfläche (24) zwischen dem Rahmen (13) aus dem reflek tierenden Material und dem Konversionsmaterial (14) in der Ebene liegt.
5. Optoelektronische Vorrichtung (10, 30, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Konversionselement (12) eine erste ebene Haupt oberfläche (26) und eine der ersten ebenen Hauptoberflä che (26) gegenüberliegende zweite ebene Hauptoberfläche (27) aufweist, und
wobei der Rahmen (13) und eine Konversionsschicht des Konversionselements (12), die das Konversionsmaterial (14) enthält, jeweils eine erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweisen,
wobei die ersten Oberflächen des Rahmens (13) und der Konversionsschicht jeweils in der ersten ebenen Haupt oberfläche (26) des Konversionselements (12) angeordnet sind, und
wobei die zweiten Oberflächen des Rahmens (13) und der Konversionsschicht jeweils in der zweiten ebenen Haupt oberfläche (27) des Konversionselements (12) angeordnet sind .
6. Optoelektronische Vorrichtung (10, 30, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Konversionselement (12) eine Konversions schicht, die das Konversionsmaterial (14) enthält, auf weist, und
wobei Konversionspartikel in der Konversionsschicht ho mogen verteilt sind oder Konversionspartikel in der Kon versionsschicht sedimentiert sind oder die Konversions schicht eine erste Schicht (65), die Konversionspartikel aufweist, und eine zweite Schicht (66), die keine Kon versionspartikel aufweist, umfasst.
7. Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Vorrich tungen (10, 30, 40), mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Gitters (50) aus einem reflektieren den Material (61), wobei sich Konversionsmaterial (14) in Freiräumen des Gitters (50) befindet;
Vereinzeln des Gitters (50), um Konversionselemente (12) zu erhalten; und
Aufbringen der Konversionselemente (12) auf optoelektro nische Bauelemente (11) .
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Gitter (50) zunächst aus dem reflektierenden Material (61) hergestellt wird und das Konversionsmaterial (14) anschließend in die Freiräume des Gitters (50) eingefüllt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zum Herstellen des Git ters (50) das reflektierende Material (61) in ein Form teil (60) gefüllt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zum Herstellen des Git ters (50) eine Schicht (71) aus dem Konversionsmaterial hergestellt wird, eine gitterförmige Aussparung (72) in der Schicht (71) aus dem Konversionsmaterial erzeugt wird und das reflektierende Material (61) in die gitterförmige Aussparung (72) eingefüllt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zum Herstellen des Git ters (50) mindestens eine Schicht (81) aus Konversions material hergestellt wird, die mindestens eine Schicht (81) aus dem Konversionsmaterial in Segmente (83) unter teilt wird, die Segmente (83) rasterförmig angeordnet werden und das reflektierende Material (61) in Zwischen räume (86) zwischen den rasterförmig angeordneten Seg menten (83) eingefüllt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zum Herstellen des Git ters (50) mindestens zwei Schichten (81, 82) aus unter schiedlichen Konversionsmaterialien hergestellt werden, die mindestens zwei Schichten (81, 82) aus unterschied lichen Konversionsmaterialien in Segmente (83, 84) un terteilt werden, die Segmente (83, 84) der mindestens zwei Schichten (81, 82) aus unterschiedlichen Konversi onsmaterialien rasterförmig angeordnet werden und das re flektierende Material (61) in Zwischenräume (86) zwischen den rasterförmig angeordneten Segmenten (83, 84) einge füllt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das Gitter (50) und das Konversionsmaterial (14) jeweils Po lysiloxan aufweisen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Konversionselemente (12) jeweils einen außenliegenden Rahmen (13) aus dem reflektierenden Material (61) auf weisen .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei die Konversionselemente (12) jeweils mehrere Bereiche (32) aus dem Konversionsmaterial (14), die jeweils von dem reflektierenden Material (61) umhüllt sind, aufweisen.
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