Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an

Konversionselementen, Konversionselement und

optoelektronisches Bauelement

Es werden drei Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an Konversionselementen, ein Konversionselement und ein

optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zur

Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 103 571.5, deren

Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Verfahren zur Herstellung von Konversionselementen sind beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2007 043183 AI, DE 10 2013 103983 AI und US 2012/0273807 AI beschrieben. Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, Verfahren zur

Herstellung einer Vielzahl an Konversionselementen anzugeben, mit denen Konversionselemente erzielt werden können, deren Form besonders gut definiert ist. Weiterhin soll ein

Konversionselement mit besonders definierter Form und ein optoelektronisches Bauelement mit einem derartigen

Konversionselement angegeben werden.

Diese Aufgaben werden jeweils durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1, des Patentanspruchs 7 und des Patentanspruchs 13 sowie durch ein Konversionselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 und durch ein

optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des

Patentanspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der

Verfahren, des Konversionselements und des optoelektronischen Bauelements sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.

Das mit den hier beschriebenen Verfahren hergestellte

Konversionselement ist wellenlängenkonvertierend ausgebildet. Mit dem Begriff „Wellenlängenkonversion" wird vorliegend insbesondere die Umwandlung von eingestrahlter

elektromagnetischer Strahlung eines bestimmten

Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines anderen, bevorzugt längerwelligen, Wellenlängenbereichs verstanden. Insbesondere wird bei der Wellenlängenkonversion elektromagnetische Strahlung eines eingestrahlten

Wellenlängenbereiches durch das wellenlängenkonvertierende Element absorbiert, durch elektronische Vorgänge auf atomarer und/oder molekularer Ebene in elektromagnetische Strahlung eines anderen Wellenlängenbereiches umgewandelt und wieder ausgesendet. Insbesondere ist reine Streuung oder reine

Absorption von elektromagnetischer Strahlung vorliegend nicht mit dem Begriff „Wellenlängenkonversion" gemeint.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an

Konversionselementen wird zunächst ein Träger bereitgestellt. Besonders bevorzugt ist der Träger zumindest transparent für sichtbares Licht. Der Träger weist beispielsweise eines der folgenden Materialien auf oder ist aus einem der folgenden Materialien gebildet: Saphir, Glas, Borsilikatglas.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine erste Maskenschicht auf den Träger aufgebracht, die mit

Durchbrüchen strukturiert ist. Im Bereich der Durchbrüche ist der Träger frei zugänglich. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist auf den Träger eine Opferschicht aufgebracht. In diesem Fall ist die

Opferschicht durch die Durchbrüche frei zugänglich.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird ein Konversionsmaterial zumindest in die Durchbrüche eingebracht. Hierbei liegt das Konversionsmaterial in der Regel in einer fließfähigen Form vor. In diesem Fall wird das

Konversionsmaterial zu einem späteren Zeitpunkt des

Verfahrens in der Regel ausgehärtet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Konversionselemente vereinzelt, so dass eine Vielzahl einzelner Konversionselemente entsteht. Die

Konversionselemente können hierbei vor der Vereinzelung auf einer Folie fixiert werden, so dass sie nach der Vereinzelung als fertige Konversionselemente auf der Folie vorliegen und einfach weiterverarbeitet werden können, beispielsweise durch einen Pick-and-Place-Prozess .

Das Konversionsmaterial grenzt innerhalb der Durchbrüche bevorzugt jeweils seitlich direkt an die erste Maskenschicht an. Weiterhin schließt das Konversionsmaterial innerhalb der Durchbrüche mit einer Oberfläche der ersten Maskenschicht bevorzugt jeweils bündig ab. Mit anderen Worten füllt das Konversionsmaterial die Durchbrüche bevorzugt vollständig aus .

Die Durchbrüche der ersten Maskenschicht bilden bevorzugt die inversen Formen für das Konversionsmaterial und geben die spätere Form der Konversionselemente oder zumindest des wellenlängenkonvertierenden Elements des Konversionselements vor .

Den hier beschriebenen Herstellungsverfahren für die

Konversionselemente liegt die Idee zugrunde, Strukturen einer Maskenschicht mit dem Konversionsmaterial abzuformen und so ein Konversionselement mit wohldefinierter Form zu erzielen. Insbesondere weist das mit den hier beschriebenen Verfahren erzeugte Konversionselement in der Regel eine sehr glatte Hauptfläche und glatte Seitenflächen etwa im Vergleich zu einem mit Siebdruck erzeugten harzbasierten, etwa

silikonbasierten, Konversionsplättchen auf. Auch eine

Durchbiegung über die gesamte Fläche, wie sie bei gedruckten Konversionselementen beobachtet wird, weisen die mit den hier beschriebenen Verfahren erzeugten Konversionselemente in der Regel nicht auf. Weiterhin können mit den hier beschriebenen Verfahren mit Vorteil vergleichsweise dicke

Konversionselemente und Konversionselemente mit geringer Kantenlänge hergestellt werden.

Die hier beschriebenen Konversionselemente sind bevorzugt harzbasiert, beispielsweise silikonbasiert. Gegenüber

keramischen Konversionselementen weisen harzbasierte

Konversionselemente den Vorteil auf, auf einfache Art und Weise mehrere unterschiedliche Leuchtstoffe enthalten zu können .

Insbesondere, wenn der Träger nicht mehr Teil des späteren Konversionselements ist, ist eine sehr breite Vielfalt an Formen für das spätere Konversionselement möglich. Besonders bevorzugt weist das spätere Konversionselement eine

Aussparung für einen späteren Bonddraht auf. Eine derartige Aussparung für einen Bonddraht ist bevorzugt am Rand des Konversionselements angeordnet. Eine Bonddrahtaussparung kann mit den hier angegebenen Verfahren besonders genau abgeformt werden .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Vereinzelung der Konversionselemente durch Sägen, Stanzen oder Laserschreiben und Brechen, wobei der Träger ebenfalls durchtrennt wird, so dass der Träger jeweils Teil der

späteren Konversionselemente ist. In diesem Fall dient der Träger bevorzugt der mechanischen Stabilisierung des

Konversionselements. Folglich kann mit Vorteil das

Konversionsmaterial derart geformt sein, dass es alleine nicht mechanisch stabil ist. Im Vergleich zu keramischen Konversionselementen sind derartige Konversionselemente kostengünstiger. Die Konversionselemente weisen bei dieser Ausführungsform in der Regel rechteckige Formen auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die erste Maskenschicht ebenfalls durchtrennt, so dass

Seitenflächen des Konversionsmaterials mit einer Schicht der ersten Maskenschicht bedeckt sind. Bei dieser Ausführungsform muss die erste Maskenschicht mit Vorteil nicht entfernt werden. Dies vereinfacht das Verfahren. Weiterhin kann die Maskenschicht absorbierend oder auch reflektierend für einfallendes und/oder konvertiertes Licht ausgebildet sein. Eine derartige Schicht auf den Seitenflächen des fertigen Konversionselements verhindert später die Abgabe von Licht über die Seitenflächen des Konversionselements und verhindert damit ein optisches Übersprechen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Aufbringen des Konversionsmaterials eine reflektierende Schicht auf die erste Maskenschicht aufgebracht, die die Seitenflächen des Konversionsmaterials nach dem Vereinzeln bedeckt. Besonders bevorzugt bedeckt die reflektierende

Schicht die Seitenflächen des Konversionsmaterials

vollständig. Die reflektierende Schicht auf den Seitenflächen ist bevorzugt reflektierend für einfallendes und/oder

konvertiertes Licht ausgebildet. Die reflektierende Schicht auf den Seitenflächen des fertigen Konversionselements verhindert später ebenfalls die Abgabe von Licht über die Seitenflächen des Konversionselements und verhindert damit ein optisches Übersprechen. Weiterhin kann die reflektierende Schicht auch den Farbeindruck des ausgesandten Lichtes mit dem Betrachtungswinkel homogenisieren.

Die reflektierende Schicht weist bevorzugt eines der

folgenden metallischen Materialien auf oder ist aus einem der folgenden Materialien gebildet: Silber, Gold, Aluminium, Platin. Weiterhin kann die reflektierende Schicht auch als dielektrischer Spiegel ausgebildet sein, der beispielsweise Schichten aus Silber und Siliziumoxid umfasst.

Die reflektierende Schicht weist bevorzugt eine Dicke

zwischen einschließlich 0,1 Mikrometer und einschließlich 200 Mikrometer auf. Zur Erzeugung einer reflektierenden Schicht auf den

Seitenflächen des Konversionsmaterials kann beispielsweise eine zweite strukturierte Maskenschicht auf den Träger aufgebracht werden. Die zweite Maskenschicht weist bevorzugt Strukturelemente auf oder ist aus Strukturelementen gebildet, die in den Durchbrüchen der ersten Maskenschicht angeordnet sind . Gemäß einer Ausführungsform wird hierzu auf der ersten

Maskenschicht und der zweiten Maskenschicht eine metallische Keimschicht, bevorzugt vollflächig, aufgebracht. Besonders bevorzugt werden hierbei Seitenwände der ersten Maskenschicht mit der metallischen Keimschicht bedeckt. Die Abscheidung kann beispielsweise mittels eines der folgenden Verfahren erfolgen: Sputtern, PVD, Verdampfen.

Die metallische Keimschicht weist beispielsweise eines der folgenden Materialien auf oder ist aus einem der folgenden Materialien gebildet: Chrom, Titan, Platin, Aluminium,

Kupfer, Silber.

Die Keimschicht weist bevorzugt eine Dicke zwischen

einschließlich 0,05 Mikrometer und einschließlich 0,2

Mikrometer auf.

Nach dem Abscheiden der metallischen Keimschicht wird die zweite Maskenschicht wieder entfernt, so dass nur die erste Maskenschicht mit der metallischen Keimschicht bedeckt ist. Der Träger oder die Opferschicht liegt im Bereich der

Durchbrüche bevorzugt frei. Dann wird die Keimschicht

abgeformt, so dass auf der ersten Maskenschicht die

reflektierende Schicht entsteht. Die Abformung der

Keimschicht kann beispielsweise mit einem galvanischen

Prozess durchgeführt werden. Der galvanische Prozess kann mit Strom oder stromlos erfolgen.

Auf dem Träger liegt nun die erste Maskenschicht vor, auf der die reflektierende Schicht abgeschieden ist. Die Durchbrüche der ersten Maskenschicht werden dann, wie bereits

beschrieben, mit dem Konversionsmaterial gefüllt und die Konversionselemente fertig gestellt. Alternativ zu dem gerade eben beschriebenen Verfahren zur Erzeugung der reflektierenden Schicht auf den Seitenflächen der Konversionselemente kann die reflektierende Schicht auch ohne die vorherige Aufbringung einer Keimschicht auf der ersten Maskenschicht und der zweiten Maskenschicht

aufgebracht werden. Bevorzugt wird die reflektierende Schicht hierbei vollflächig aufgebracht. Allerdings wird hierbei bevorzugt Sputtern verwendet und kein galvanischer Prozess.

Nach dem Abscheiden der reflektierenden Schicht wird die zweite Maskenschicht wieder entfernt, so dass nur die erste Maskenschicht mit der reflektierenden Schicht bedeckt wird und der Träger in den Bereichen der Durchbrüche frei liegt. Anschließend können die Konversionselemente wiederum

weiterprozessiert werden beginnend mit dem Aufbringen des Konversionsmaterials .

Wird mit einem der beschriebenen Ausführungsformen des

Verfahrens eine reflektierende Schicht auf die Seitenflächen des Konversionsmaterials aufgebracht, so ist es auch möglich, dass bei dem Vereinzeln der Konversionselemente wiederum die erste Maskenschicht ebenfalls durchtrennt wird, so dass die reflektierende Schicht mit einer Schicht der ersten

Maskenschicht bedeckt ist.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an Konversionselementen wird eine erste Maskenschicht

bereitgestellt, deren Strukturelemente einen Unterschnitt aufweisen. Derartige Strukturelemente können beispielsweise mit einem zweischichtigen System aus unterschiedlichen

Fotolackschichten erzielt werden. Zwischen den Strukturelementen wird eine metallische

Keimschicht aufgebracht und die erste Maskenschicht wieder entfernt, so dass die Keimschicht nur zwischen den

Strukturelementen ausgebildet ist. Die Strukturelemente mit dem Unterschnitt dienen hierbei als Schattenmasken für die

Keimschicht. Schließlich wird eine reflektierende Schicht auf die Strukturelemente der Keimschicht aufgebracht, die dazu vorgesehen ist, die Seitenflächen des Konversionsmaterials der fertigen Konversionselemente zu bedecken.

Bei diesem Verfahren bildet die Keimschicht mit der

reflektierenden Schicht die Formen aus, die durch das

Konversionsmaterial abgeformt werden soll, wobei die

Keimschicht und die reflektierende Schicht später als

Beschichtung der Seitenflächen des Konversionsmaterials zumindest teilweise Bestandteil der Konversionselemente sind. Besonders bevorzugt weist die Keimschicht zusammen mit der reflektierenden Schicht eine Höhe auf, die größer ist als die spätere Dicke der Konversionselemente. Beispielsweise ist die Höhe der Keimschicht zusammen mit der reflektierenden Schicht mindestens 50 Mikrometer.

Die erste Maskenschicht und die zweite Maskenschicht können aus einem Fotolack gebildet sein. Bevorzugt ist hierbei ein Fotolack verwendet, aus dem Strukturen mit einem

vergleichsweise hohen Aspektverhältnis erzeugt werden können. Mit diesen Fotolacken können insbesondere Konversionselemente großer Dicke erzielt werden. Bevorzugt lässt sich hierbei der Fotolack der zweiten

Maskenschicht im Vergleich zu dem Fotolack der ersten

Maskenschicht leicht chemisch lösen. Beispielsweise kann ein Trockenresist für die zweite Maskenschicht verwendet werden, der tiefgezogen wird, um die Topographie der ersten Maskenschicht besser abzubilden. Nach dem Belichten und dem Entwickeln des Fotolackes der zweiten Maskenschicht verbleibt dieser dann bevorzugt nur noch dort, wo sich keine erste Maskenschicht befindet.

Bei den hier beschriebenen Verfahren kann das

Konversionsmaterial beispielsweise mit einem der folgenden Verfahren aufgebracht werden: Rakeln, Sprühbeschichten,

Dispensieren, Drucken, Pressformen. Als Druckverfahren ist beispielsweise Siebdruck oder Schablonendruck geeignet.

Wird das Konversionsmaterial pressgeformt, so sind bevorzugt Kanäle in dem direkt angrenzenden Material, also dem Träger, der Opferschicht oder der Maskenschicht, vorgesehen, die von den Formen für die Konversionselemente weg verlaufen. Diese Kanäle dienen dazu, Luft aus den Formen beim Formvorgang abzuleiten . Das Konversionsmaterial umfasst bevorzugt ein Harz, etwa Silikon, in das Leuchtstoffpartikel eingebracht sind.

Derartige Konversionselemente werden auch „harzbasiert" genannt. Die Leuchtstoffpartikel verleihen dem

Konversionsmaterial und damit dem Konversionselement die wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften. Das Harz liegt in der Regel zunächst in flüssiger Form vor und wird nach dem Aufbringen ausgehärtet.

Bei dem Harz kann es sich beispielsweise um ein Epoxid oder ein Silikon oder um eine Mischung dieser Materialien handeln.

Für die Leuchtstoffpartikel ist beispielsweise eines der folgenden Materialien geeignet: mit seltenen Erden dotierte Granate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit seltenen Erden dotierte Aluminate, mit seltenen Erden dotierte Silikate, mit seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit seltenen Erden dotierte

Erdalkalisiliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte

Oxynitride, mit seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte Sialone, Quantum dots.

Bei den hier beschriebenen Verfahren können die

Konversionselemente mit der von dem Träger abgewandten

Hauptfläche auf eine Folie aufgebracht und der Träger wieder entfernt werden, so dass die Vielzahl an Konversionselementen auf der Folie vorliegen. Der Träger kann beispielsweise mittels eines Laser-Lift-Off-Prozesses entfernt werden.

Bei den hier beschriebenen Verfahren kann zwischen dem Träger und der ersten Maskenschicht eine Opferschicht angeordnet werden. Die Opferschicht ist dazu vorgesehen, den Träger durch Entfernen der Opferschicht von den Konversionselementen zu entfernen. Das Entfernen der Opferschicht kann

beispielsweise mittels eines nasschemischen Prozesses oder eines Laser-Lift-Off-Prozesses erfolgen.

Die Opferschicht kann beispielsweise eines der folgenden Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden

Materialien gebildet sein: Molybdän, Siliziumnitrid,

Siliziumoxid.

Die Opferschicht kann beispielsweise mittels einem der folgenden Verfahren abgeschieden werden: Verdampfen, PVD, Sputtern . Die Opferschicht weist bevorzugt eine Dicke zwischen

einschließlich 10 Nanometer und einschließlich 200 Nanometer auf .

Gemäß einer Ausführungsform der Verfahren sind in dem Träger Strukturen aufgebracht, die dazu vorgesehen sind, in dem später aufgebrachten Konversionsmaterial abgeformt zu werden. Beispielsweise können die Strukturen Linsen, Mikrolinsen oder Fresnelstrukturen sein. Derartige Strukturen können, falls der Träger von dem Konversionsmaterial wieder entfernt wird, in einer Strahlungsaustrittsfläche des Konversionselements abgebildet werden. Hierbei sind in der Regel nur

vergleichsweise grobe Strukturen möglich, beispielsweise Linsen. Falls der Träger in den fertigen Konversionselementen verbleibt, ist es auch möglich, feine Strukturen, wie

beispielsweise Mikrolinsen oder Fresnelstrukturen von dem Träger in das Konversionsmaterial abzuformen. Ist der Träger aus Glas, so können die Strukturen beispielsweise in das Glas geätzt werden. Die Strukturen dienen dazu, die

Strahlungsauskopplung auf gewünschte Art und Weise zu

beeinflussen. So können die Strukturen dazu geeignet sein, die Farbe des ausgesandten Lichtes in Abhängigkeit des

Betrachtungswinkels zu homogenisieren oder eine gerichtete Abstrahlung zu erzielen.

Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an Konversionselementen wird wiederum ein Träger

bereitgestellt. Der Träger weist eine Vielzahl an

Ausnehmungen auf. Die Ausnehmungen sind bevorzugt alle gleichartig ausgebildet. Beispielsweise sind die Ausnehmungen linsenförmig ausgestaltet. Ist der Träger aus Glas gebildet, so können durch isotropes Ätzen, beispielsweise mit Flusssäure, halbkugelförmige Ausnehmungen in dem Träger gebildet werden. Mittels anisotroper Trockenätzprozesse können beispielsweise quaderförmige Ausnehmungen gebildet werden .

In die Ausnehmungen wird dann ein Konversionsmaterial

eingebracht. Bevorzugt füllt das Konversionsmaterial die Ausnehmungen jeweils vollständig aus. Beispielsweise füllt das Konversionsmaterial die Ausnehmungen derart aus, dass das Konversionsmaterial eine plane Oberfläche mit dem Träger ausbildet. Bei dem Einbringen des Konversionsmaterials in die Ausnehmungen kann ebenfalls eine Maske verwendet werden, die bevorzugt verhindert, dass zwischen den Ausnehmungen

Konversionsmaterial auf dem Träger aufgebracht wird.

Schließlich werden die Konversionselemente vereinzelt, beispielsweise mittels Ritzen und/oder Brechen. Ein

Konversionselement umfasst dann einen Teil des Trägers mit zumindest einer Ausnehmung, die mit dem Konversionsmaterial ausgefüllt ist.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird bei dem

Vereinzeln der Konversionseiemente der Träger ebenfalls durchtrennt, so dass der Träger jeweils Teil des fertigen Konversionselements ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Opferschicht auf den Träger aufgebracht, so dass zumindest die Ausnehmungen mit der Opferschicht versehen sind. Auf die Opferschicht wird dann das Konversionsmaterial aufgebracht. Schließlich wird der Verbund aus Konversionsmaterial und Träger auf einer Folie fixiert. Bevorzugt erfolgt die

Fixierung der Folie derart, dass die Ausnehmungen mit dem Konversionsmaterial zu der Folie weisen. Bei der Folie kann es sich beispielsweise um eine Thermorelease-Folie oder eine UV-Release-Folie handeln. Schließlich wird der Träger entfernt. Bevorzugt wird der Träger entfernt, indem die

Opferschicht entfernt wird.

Die mit den vorliegenden Verfahren erzielten

Konversionselemente weisen bevorzugt eine Dicke von

mindestens 50 Mikrometer auf. Die Dicke der

Konversionselemente weicht bevorzugt lediglich um höchstens 10 % von einem Mittelwert über eine seiner Hauptfläche ab.

Gegenüber Sieb- oder Schablonendruck ohne Maskenschicht können mit den hier beschriebenen Verfahren

Konversionselemente hoher Dicke mit genauer

Oberflächenbeschaffenheit erzeugt werden. Konversionselemente mit hoher Dicke eignen sich insbesondere dazu, seitlich mit einem reflektierenden Verguss verkapselt zu werden, wie es für die Herstellung von Punktlichtquellen vorteilhaft ist.

Das mit den hier beschriebenen Verfahren erzeugte

Konversionselement ist insbesondere dazu geeignet, in einem optoelektronischen Bauelement eingesetzt zu werden.

Beispielsweise ist das Konversionselement Teil einer

Leuchtdiode.

Das optoelektronische Bauelement umfasst bevorzugt zumindest einen Strahlungsemittierenden Hableiterchip, der

elektromagnetische Strahlung eines ersten

Wellenlängenbereichs aussendet. Beispielsweise sendet der

Halbleiterchip blaues Licht aus. Das Konversionselement ist innerhalb des optoelektronischen Bauelements derart angeordnet, dass Strahlung des Halbleiterchips durch das Konversionselement hindurch läuft.

Das Konversionselement ist dazu geeignet, zumindest einen Teil der Strahlung des Halbleiterchips in Strahlung zumindest eines anderen Wellenlängenbereichs umzuwandeln.

Beispielsweise wandelt das Konversionselement einen Teil der blauen Strahlung des Halbleiterchips in gelbes Licht um, derart, dass das Halbleiterbauelement mischfarbiges weißes Licht aus unkonvertierter blauer Strahlung und konvertierter gelber Strahlung aussendet.

Bevorzugt ist das Konversionselement dem Halbleiterchip in dessen Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet. Das

Konversionselement ist besonders bevorzugt auf einer

Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips angeordnet.

Das vorliegende Konversionselement ist aufgrund seiner besonders gut definierten Form insbesondere dazu geeignet, in einem elektronischen Bauelement verwendet zu werden, das als Punktlichtquelle dienen soll. Ein derartiges

optoelektronisches Bauelement weist bevorzugt ein weißes, diffus reflektierendes Vergussmaterial auf, das zumindest Seitenflächen des Halbleiterchips verkapselt.

Merkmale und Ausführungsformen , die vorliegend nur in

Verbindung mit einem Verfahren, dem Konversionselement oder dem Bauelement beschrieben sind, können ebenfalls bei den anderen Verfahren, dem Konversionselement oder dem Bauelement ausgeführt sein. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 1 bis 8 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Konversionselements näher erläutert .

Die schematische Draufsicht der Figur 9 zeigt

Konversionselemente gemäß verschiedener

Ausführungsbeispiele .

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 10 und 12 wird jeweils ein weiteres

Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Konversionselements erläutert.

Die schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 11 und 13 zeigen ein Konversionselement gemäß jeweils einem Ausführungsbeispiel .

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 14 bis 20 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines

Konversionselements näher erläutert.

Die schematische Schnittdarstellung der Figur 21 zeigt ein

Konversionselement gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel .

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 22 bis 29 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines

Konversionselements näher erläutert.

Die schematische Schnittdarstellung der Figur 30 zeigt ein

Konversionselement gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel .

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 31 bis 33 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines

Konversionselements näher erläutert.

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 34 bis 38 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines

Konversionselements näher erläutert.

Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 39 bis 41 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen

Bauelements näher erläutert.

Figur 42 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Figur 43 zeigt exemplarisch eine 3D-Messung des Höhenprofils einer Mehrzahl an Konversionselementen. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 8 wird in einem ersten Schritt ein Träger 1

bereitgestellt (Figur 1) . Auf den Träger 1 wird vollflächig eine Opferschicht 2 aufgebracht (Figur 2), auf der wiederum vollflächig eine Fotolackschicht abgeschieden wird (Figur 3) .

Dann wird die Fotolackschicht durch Belichtung und Entwickeln so strukturiert, dass Durchbrüche 3 in der Fotolackschicht entstehen (Figur 4) . Die Durchbrüche 3 durchdringen

vorliegend die Fotolackschicht vollständig, sodass die

Opferschicht 2 im Bereich der Durchbrüche 3 von außen frei zugänglich ist. Die Fotolackschicht dient bei dem Verfahren gemäß der Figuren 1 bis 8 als erste Maskenschicht 4.

In einem nächsten Schritt werden die Durchbrüche 3 in der ersten Maskenschicht 4 vollständig mit einem

Konversionsmaterial 5 ausgefüllt (Figur 5) . Das

Konversionsmaterial 5 ist hierbei aus einem Silikon gebildet, in das Leuchtstoffpartikel eingebracht sind. Die

Leuchtstoffpartikel verleihen dem fertigen Konversionselement die wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften.

Das Silikon wird dann ausgehärtet und die erste Maskenschicht 4 wieder entfernt (Figur 6) . Die Konversionselemente 6 werden nur mit ihrer freiliegenden Hauptfläche auf eine Folie 7 aufgebracht (Figur 7) und der Träger 1 wieder entfernt. Vorliegend wird der Träger 1 durch Entfernen der Opferschicht 2 entfernt. Es liegen nun einzelne Konversionselemente 6 auf der Folie vor (Figur 8) . Die fertigen Konversionselemente 6 können beispielsweise mittels Pick-and-Place von der Folie 7 abgenommen und weiter

verarbeitet werden.

Die Draufsicht von Figur 9 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Folie 7 mit mehreren unterschiedlichen

Konversionselementen 6 gemäß verschiedener Ausführungsformen. Die Konversionselemente 6 weisen hierbei exemplarisch

verschiedene geometrische Formen auf. Die Darstellung soll hierbei demonstrieren, dass mit dem vorgestellten Verfahren unterschiedliche geometrische Formen möglich sind. In der Regel werden die Konversionselemente 6, die nach der

Durchführung des Verfahrens auf einer Folie 7 vorliegen, in der Realität die gleiche geometrische Form aufweisen.

Die geometrische Form der Konversionselemente 6 wird hierbei durch die geometrische Form der Durchbrüche 3 bestimmt, die in die erste Maskenschicht 4 eingebracht werden.

Beispielsweise können die Konversionselemente 6 eine

rechteckige Form, eine runde oder auch eine dreieckige Form aufweisen .

Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 10 werden zunächst die Schritte durchgeführt, wie sie bereits anhand der Figuren 1 bis 6 bereits beschrieben wurden, wobei jedoch auf die Aufbringung der Opferschicht 2 auf den Träger 1 verzichtet wird. Nach dem Durchführen dieser Schritte liegen auf dem Träger 1 einzelne ausgehärtete Bereiche mit Konversionsmaterial 6 vor. Dieser Verbund wird dann mit der Hauptfläche des Trägers 1, die von dem Konversionsmaterial 5 abgewandt ist, auf eine Folie 7 aufgebracht (Figur 10) . Die Konversionselemente 6 werden nun vereinzelt, beispielsweise durch Sägen. Bei diesem Verfahren bleibt im Unterschied zu dem Verfahren gemäß der Figuren 1 bis 9 der Träger 1

Bestandteil der fertigen Konversionselemente 6. Ein Konversionselement 6, wie es mit dem Verfahren gemäß Figur 10 erzeugt werden kann, ist schematisch in Figur 11 dargestellt. Das Konversionselement 6 ist aus dem Träger 1 und dem ausgehärteten Konversionsmaterial 5 gebildet, wobei das ausgehärtete Konversionsmaterial 5 in direktem Kontakt auf den Träger 1 aufgebracht ist. Das Konversionsmaterial 5 verleiht dem Konversionselement 6 die

wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften .

Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 12 werden ebenfalls zunächst die Verfahrensschritte

durchgeführt, wie sie bereits anhand der Figuren 1 bis 6 bereits beschrieben wurden, wobei wiederum auf die

Aufbringung der Opferschicht 2 verzichtet wird (Figur 12) . In einem nächsten Schritt werden nun die Konversionselemente 6 vereinzelt, beispielsweise durch Sägen oder Schreiben und Brechen. Hierbei verlaufen Trennlinien 8, entlang derer getrennt werden soll, innerhalb der ersten Maskenschicht 4, sodass Seitenflächen des Konversionsmaterials 5 mit Material der ersten Maskenschicht 4 bedeckt sind (Figur 13) .

Ein Konversionselement 6, wie es mit dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 12 hergestellt werden kann, ist schematisch in Figur 13 dargestellt. Das Konversionsmaterial 5 des Konversionselements 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 13 ist auf dem Träger 1 aufgebracht und seitlich vollflächig mit dem Material der ersten Maskenschicht 4 versehen . Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14 bis 20 wird eine erste strukturierte Maskenschicht 4 auf einen mit einer Opferschicht 2 versehenen Träger 1

aufgebracht, wie es bereits anhand der Figuren 1 bis 4 im Detail beschrieben wurde (Figur 14) .

In einem nächsten Schritt werden in die Durchbrüche 3 der ersten Maskenschicht 4 Strukturelemente 9 einer zweiten

Maskenschicht aufgebracht (Figur 15) . In jedem Durchbruch 3 ist hierbei ein Strukturelement 9 der zweiten Maskenschicht angeordnet. Die zweite Maskenschicht kann, wie die erste Maskenschicht, aus einem Fotolack gebildet sein.

Dann wird auf die erste Maskenschicht 4 und die zweite

Maskenschicht eine metallische Keimschicht 10 vollflächig aufgesputtert (Figur 16) und die zweite Maskenschicht wieder entfernt, beispielsweise mit einem Lösungsmittel, wie Aceton.

Auf der Opferschicht 2 ist nun die erste Maskenschicht 4 aufgebracht, die vollständig mit der metallischen Keimschicht 10 bedeckt ist. Insbesondere sind Seitenflächen der ersten Maskenschicht 4, die die Durchbrüche 3 begrenzen, mit der Keimschicht 10 vollständig bedeckt (Figur 17). In einem nächsten Schritt wird die Keimschicht 10 durch einen galvanischen Prozess mit einer weiteren reflektierenden

Schicht überformt 11 (Figur 18) . Die mit der galvanisch abgeschiedenen reflektierenden Schicht 11 verstärkte erste Maskenschicht 4 ist nun höher als das später aufgebrachte Konversionsmaterial 5.

In einem nächsten Schritt wird in die Durchbrüche 3 der galvanisch verstärkten ersten Maskenschicht 4 ein Konversionsmaterial 5 eingebracht und ausgehärtet. Der

Verbund mit dem Träger 1 und dem Konversionsmaterial 5 wird auf einer Folie 7 aufgebracht, der Träger 1 durch Entfernen der Opferschicht 2 entfernt, die Konversionselemente 6 auf eine weitere Folie 7 aufgebracht und vereinzelt (Figur 20) . Die Konversionselemente 6 werden derart vereinzelt, dass die Seitenflächen des Konversionsmaterials 5 mit Material der galvanisch abgeschiedenen reflektierenden Schicht 11 versehen sind .

Alternativ zu dem Verfahren, bei dem zuerst eine Keimschicht 10 aufgesputtert wird, die dann durch einen nachfolgenden galvanischen Prozess mit einer reflektierenden Schicht 11 verstärkt wird, wie anhand der Figuren 14 bis 20 beschrieben, kann auch gleich auf der ersten Maskenschicht 4 und der zweiten Maskenschicht eine dicke reflektierende Schicht 11 abgeschieden werden, beispielsweise durch Sputtern. Diese Variante ist nicht weiter dargestellt, um Wiederholungen zu vermeiden. Es wird hier auch ein Konversionselement 6

erzeugt, wie anhand von Figur 21 beschrieben.

Ein Konversionselement 6, wie es mit dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14 bis 20 hergestellt werden kann, ist schematisch in Figur 21 dargestellt. Das

Konversionselement 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 21 umfasst eine Schicht eines Konversionsmaterials 5 mit Seitenflächen, die vollflächig mit einer reflektierenden Schicht 11 versehen sind. Innerhalb der reflektierenden

Schicht 11 sind Ausnehmungen gebildet, die mit dem Material der ersten Maskenschicht 4, wie einem Fotolack, gefüllt sind (Figur 21) . Die Ausnehmungen mit dem Fotolack erstrecken sich hierbei ausgehend von einer Hauptfläche des

Konversionselementes 6 entlang dessen Seitenflächen. Die reflektierende Schicht 11 auf den Seitenflächen des

Konversionsmaterials 5 ragt hierbei über eine Hauptfläche der durch das Konversionsmaterial 5 gebildeten Schicht hinaus. Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 22 bis 29 wird zunächst auf einen Träger 1 eine Opferschicht

2 aufgebracht (Figur 22) . Dann wird eine erste Maskenschicht 4 mit Strukturelementen aufgebracht, die einen Unterschnitt aufweisen (Figur 23) . Aufgrund des Unterschnitts verjüngen sich die Seitenflächen der Strukturelemente jeweils zu dem Träger 1 hin kontinuierlich. Die Querschnittsfläche der

Strukturelemente verringert sich ausgehend von einer dem Träger 1 abgewandten Hauptfläche zu einer dem Träger 1 zugewandten Hauptfläche kontinuierlich.

In einem nächsten Schritt wird eine metallische Keimschicht 10 zwischen den Strukturelementen der ersten Maskenschicht 4 ausgebildet. Beispielsweise wird die metallische Keimschicht 10 aufgesputtert , wobei die erste Maskenschicht 4 als

Schattenmaske dient.

Dann wird die erste Maskenschicht 4 wieder entfernt. Die Keimschicht 10 bildet nun eine Struktur aus, die Durchbrüche

3 aufweist, die die spätere Form der Konversionselemente 6 festlegen (Figur 25) . Die Keimschicht 10 wird mittels galvanischer Abscheidung mit einer weiteren reflektierenden Schicht 11 verstärkt (Figur 26) .

In einem nächsten Schritt werden die Durchbrüche 3 in der Keimschicht 10 mit einem Konversionsmaterial 5 vollständig ausgefüllt (Figur 27) und der Verbund aus Träger 1 und

Konversionsmaterial 5 auf eine Folie 7 aufgebracht (Figur 28) . Schließlich wird der Träger 1 entfernt, in dem die

Opferschicht 2 entfernt wird (Figur 29) .

Figur 30 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Konversionselementes 6, wie es beispielsweise durch das Verfahren gemäß den Figuren 22 bis 29 hergestellt werden kann. Das Konversionselement 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 30 umfasst eine Schicht ausgehärteten

Konversionsmaterials 5. Die Seitenflächen des

Konversionsmaterials 5 sind hierbei mit einer metallischen reflektierenden Schicht 11 bedeckt, die aus dem Material der galvanisch abgeschiedenen metallischen reflektierenden

Verstärkerschicht gebildet ist. Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 31 bis 33 wird zunächst ein Träger 1, beispielsweise aus Glas, mit einer Vielzahl an Ausnehmungen 12 bereitgestellt (Figur 31) . Die Ausnehmungen 12 sind vorliegend durch

isotropes nasschemisches Ätzen halbkugelförmig in dem Träger 1 ausgebildet.

In einem nächsten Schritt werden die Ausnehmungen 12 mit einem Konversionsmaterial 5 vollständig gefüllt (Figur 32). Dann wird der Verbund aus Träger 1 und Konversionsmaterial 5 auf eine Folie 7 aufgebracht und beispielsweise mittels Sägen in einzelne Konversionselemente 6 vereinzelt (Figur 33) . Ein fertiges Konversionselement 6 ist nun aus einem Träger 1 gebildet, der eine halbkugelförmige Ausnehmung 12 aufweist, die vollständig mit einem Konversionsmaterial 5 gefüllt ist.

Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 34 bis 38 wird ebenfalls ein vorstrukturierter Glasträger 1 bereitgestellt, wie er anhand der Figur 31 bereits beschrieben wurde. Auf die Hauptfläche des Trägers 1, die die Ausnehmungen 12 aufweist, wird dann eine Opferschicht 2, beispielsweise aus Siliziumnitrid, vollflächig aufgebracht (Figur 35) .

In einem nächsten Schritt wird ein Konversionsmaterial 5 mittels Formpressen auf die Opferschicht 2 aufgebracht. Das Konversionsmaterial 5 wird derart aufgebracht, dass nicht nur die Ausnehmungen 12 in dem Träger 1 vollständig mit dem

Konversionsmaterial 5 gefüllt sind, sondern das

Konversionsmaterial 5 über die Ausnehmungen 12 hinausragt und eine durchgehende Schicht auf dem Träger 1 ausbildet, die über und zwischen den Ausnehmungen 12 eine weitestgehend einheitliche Dicke aufweist (Figur 36) .

Der Verbund aus dem Konversionsmaterial 5 und dem Träger 1 wird nun mit der von dem Träger 1 abgewandten Hauptfläche auf eine Folie 7 laminiert (Figur 37) . Mittels eines

Laserliftoff-Verfahrens wird der Träger 1 entfernt, in dem die Opferschicht 2 entfernt wird (Figur 38) . Die

Konversionselemente 6 werden vereinzelt. Jedes

Konversionselement 6 weist ein Konversionsmaterial 5 mit einer linsenförmigen Wölbung auf, die auf einem

schichtförmigen Teil angeordnet ist. Der schichtförmige Teil des Konversionselements 6 ragt jeweils seitlich über den gewölbten Teil hinaus.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß der Figuren 39 bis 42 wird zunächst ein Bauelementgehäuse bereitgestellt. Das Bauelementgehäuse umfasst einen Leiterrahmen 13, der in einen Reflektor 14 eingebettet ist (Figur 39) . In einer Kavität 15 des

Bauelementgehäuses, die durch den Reflektor 14 gebildet ist, liegen eine erste elektrische Anschlussstelle 16 und eine zweite elektrische Anschlussstelle 17 des Leiterrahmens 13 frei . Auf die erste elektrische Anschlussstelle 16 des

Leiterrahmens 14 wird nun ein strahlungsemittierender

Halbleiterchip 18 montiert, der im Betrieb blaues Licht von einer Strahlungsaustrittsfläche 19 aussendet. Der

Halbleiterchip 18 wird mittels eines Bonddrahtes 20

elektrisch leitend mit der zweiten Anschlussstelle 17 des Leiterrahmens 13 verbunden (Figur 40) .

Auf die Strahlungsaustrittsfläche 19 des Halbleiterchips 18 wird ein Konversionselement 6 aufgesetzt, wie es

beispielsweise anhand von Figur 11 bereits beschrieben wurde. Das Konversionselement 6 umfasst hierbei einen Träger 1 und ein Konversionsmaterial 5. Das Konversionselement 6 wird bevorzugt so angeordnet, dass das Konversionsmaterial 5 der Strahlungsaustrittsfläche 19 zugewandt ist. Besonders

bevorzugt steht das Konversionsmaterial 5 in direktem Kontakt mit der Strahlungsaustrittsfläche 19.

Nun wird die Kavität 15 des Bauelementgehäuses mit einem reflektierenden Verguss 21 gefüllt, der den Halbleiterchip 18 und das Konversionselement 6 seitlich umhüllt (Figur 42) .

Eine Strahlungsaustrittsfläche 22 des Konversionselementes 6 ist hierbei frei von dem reflektierenden Verguss 21. Der reflektierende Verguss 21 ist vorliegend aus einem Silikon gebildet, in das Titanoxidpartikel eingebracht sind.

Figur 43 zeigt exemplarisch eine 3D-Messung von Höhenprofilen von Konversionselementen 6, wie sie mit den hier

beschriebenen Verfahren erzeugt werden können. Die Konversionselemente 6 sind sehr eben ausgebildet. Auch die Kanten der Konversionselemente 6 sind besonders gleichmäßig abgeformt . Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.