Beschreibung

Optoelektronisches Bauelement umfassend eine

Konverterträgerschicht, und Verfahren zur Herstellung

optoelektronischen Bauelements umfassend eine

Konverterträgerschicht

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement umfassend eine Konverterträgerschicht und zwei Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements umfassend eine Konverterträgerschicht.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 102 859.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Optoelektronische Bauelemente wie beispielsweise Licht emittierende Dioden (LEDs) weisen häufig

Konverterträgerschichten wie beispielsweise einen Verguss mit einem Konvertermaterial auf. Konvertermaterialien wandeln die von einer Strahlungsquelle emittierte Strahlung in eine

Strahlung mit veränderter beispielsweise längerer Wellenlänge um. Dabei entsteht neben der emittierten veränderten

Strahlung Wärme. Herkömmliche Konverterträgerschichten weisen eine unzureichende Wärmeabfuhr der durch das

Konvertermaterial entstehenden Wärme auf. Dadurch entsteht ein Wärmestau in den Konverterträgerschichten, der zu einer Reduktion der Leuchtstärke und zu einer Veränderung des

Farborts sowie zu einem frühzeitigen Ausfall der LED führt. Insbesondere bei LEDs mit einer hohen Energieeffizienz (bis zu 150 Im/W) und einer hohen angestrebten Lichtausbeute kann mit herkömmlichen Konverterträgerschichten die Wärme nicht effizient genug abgeführt werden. Insbesondere um den Einsatz von LEDs als Standardleuchtmittel voranzutreiben, ist eine hohe Energieeffizienz der LEDs wichtig.

Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein optoelektronisches Bauelement mit einer Konverterträgerschicht bereitzustellen, die eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit besitzt.

Die Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch zwei Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente mit den Merkmalen der Ansprüche 13 und 14 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen sowie Weiterbildungen der

vorliegenden Erfindung sind in den jeweils abhängigen

Ansprüchen angegeben.

Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Das optoelektronische Bauelement umfasst eine Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert und zumindest eine Konverterträgerschicht, die im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung

angeordnet ist. Die zumindest eine Konverterträgerschicht umfasst Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches Hybridmaterial und/oder ein Silicatglas, wobei die

Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen

Hybridmaterial und/oder dem Silicatglas verteilt sind. Die Konverterpartikel konvertieren zumindest teilweise die elektromagnetische Primärstrahlung in eine elektromagnetische SekundärStrahlung .

Durch eine Konverterträgerschicht umfassend Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches Hybridmaterial und/oder ein Silicatglas, kann die durch die Konverterpartikel entstehende Wärme in der Konverterträgerschicht überraschenderweise sehr gut abgeleitet werden. Dadurch entsteht nur ein geringer oder vernachlässigbarer Wärmestau in der Konverterträgerschicht und es kann eine konstante Leuchtstärke und ein konstanter Farbort über die Länge der Betriebsdauer des

optoelektronischen Bauelements garantiert werden. Somit kann einem frühzeitigen Ausfall des optoelektronischen Bauelements vorgebeugt werden und die Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements verlängert werden.

Dass die Konverterpartikel die elektromagnetische

Primärstrahlung zumindest teilweise in eine

elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertieren, kann zum Einen bedeuten, dass die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise von den Konverterpartikeln absorbiert und als Sekundärstrahlung mit einem zumindest teilweise von der Primärstrahlung verschiedenen Wellenlängenbereich emittiert wird. Ein Teil der absorbierten Primärstrahlung wird hierbei als Wärme von den Konverterpartikeln abgegeben. Die

elektromagnetische Primärstrahlung und elektromagnetische Sekundärstrahlung können eine oder mehrere Wellenlängen und/oder Wellenlängenbereiche in einem infraroten bis

ultravioletten Wellenlängenbereich umfassen, insbesondere in einem sichtbaren Wellenlängenbereich. Dabei können das

Spektrum der Primärstrahlung und/oder das Spektrum der

Sekundärstrahlung schmalbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung einen

einfarbigen oder annähernd einfarbigen Wellenlängenbereich aufweisen können. Das Spektrum der Primärstrahlung und/oder das Spektrum der Sekundärstrahlung kann alternativ auch breitbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung

und/oder die Sekundärstrahlung einen mischfarbigen Wellenlängenbereich aufweisen kann, wobei der mischfarbige Wellenlängenbereich ein kontinuierliches Spektrum oder mehrere diskrete spektrale Komponenten mit verschiedenen Wellenlängen aufweisen kann. Beispielsweise kann die

elektromagnetische Primärstrahlung einen Wellenlängenbereich aus einem ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich aufweisen, während die elektromagnetische Sekundärstrahlung einen Wellenlängenbereich aus einem blauen bis infraroten Wellenlängenbereich aufweisen kann. Besonders bevorzugt können die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung

überlagert einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken. Dazu kann die Primärstrahlung vorzugsweise einen blaufarbigen Leuchteindruck erwecken und die Sekundärstrahlung einen gelbfarbigen Leuchteindruck, der durch spektrale Komponenten der Sekundärstrahlung im gelben Wellenlängenbereich und/oder spektrale Komponenten im grünen und roten Wellenlängenbereich entstehen kann.

Dass die Konverterpartikel zumindest teilweise die

elektromagnetische Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertieren, kann auch bedeuten, dass die elektromagnetische Primärstrahlung nahezu vollständig durch die Konverterpartikel absorbiert wird und in Form einer elektromagnetischen Sekundärstrahlung und in Form von Wärme abgegeben wird. Die emittierte Strahlung des

optoelektronischen Bauelements gemäß dieser Ausführungsform entspricht somit nahezu vollständig der elektromagnetischen Sekundärstrahlung. Unter nahezu vollständiger Konversion ist eine Konversion über 90 %, insbesondere über 95 % zu

verstehen.

Unter "Schichtenfolge" ist in diesem Zusammenhang eine mehr als eine Schicht umfassende Schichtenfolge zu verstehen, beispielsweise eine Folge einer p-dotierten und einer n- dotierten Halbleiterschicht, wobei die Schichten übereinander angeordnet sind. Die Schichtenfolge kann als Epitaxieschichtenfolge oder als strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer

Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene

Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein. Dabei kann die Schichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InGaAlN ausgeführt sein. InGaAlN-basierte Halbleiterchips und

Halbleiterschichtenfolgen sind insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten

aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGal-x-yN mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1

aufweist. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlN aufweisen, können beispielsweise elektromagnetische Strahlung in einem

ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich emittieren.

Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch auf InGaAlP basieren, das heißt, dass die Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche

Einzelschichten aufweisen kann, wovon mindestens eine

Einzelschicht ein Material aus dem III-V-

Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGal-x-yP mit 0 < x ^ 1, 0 < γ < 1 und x + y < 1 aufweist.

Halbleiterschichtenfolgen oder Halbleiterchips, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlP aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einen grünen bis roten Wellenlängenbereich emittieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch andere III-V- Verbindungshalbleitermaterialsysteme, beispielsweise ein AlGaAs-basiertes Material, oder II-VI-Verbindungshalbleiter- materialsysteme aufweisen. Insbesondere kann eine aktive

Schicht, die ein AlGaAs-basiertes Material aufweist, geeignet sein, elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einem roten bis infraroten

Wellenlängenbereich zu emittieren.

Die aktive Halbleiterschichtenfolge kann neben der aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und funktionelle

Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte

Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder

Löchertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement- , Cladding- oder Wellenleiterschichten,

Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Weiterhin können beispielsweise auf einer dem

Aufwachssubstrat abgewandten Seite der

Halbleiterschichtenfolge eine oder mehrere Spiegelschichten aufgebracht sein. Die hier beschriebenen Strukturen die aktive Schicht oder die weiteren funktionalen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere

hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Es ist auch möglich, dass die Konverterträgerschicht aus Konverterpartikeln und einem anorganisch-organischen

Hybridmaterial und/oder einem Silicatglas besteht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die

Konverterträgerschicht eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,2 W/mK und 10,0 W/mK auf. Bevorzugt liegt die

Wärmeleitfähigkeit der Konverterträgerschicht zwischen 1,5 W/mK und 5,0 W/mK, besonders bevorzugt liegt die

Wärmeleitfähigkeit der Konverterträgerschicht zwischen 2,0 W/mK und 3,0 W/mK. In diesen Bereichen kann die durch die Konverterpartikel entstehende Wärme in der

Konverterträgerschicht besonders gut abgeleitet werden. Je größer die Wärmeleitfähigkeit der Konverterträgerschicht, desto besser ist die Wärmeabfuhr.

Bei dem optoelektronischen Bauelement kann es sich um

Lumineszenzdioden, Fotodioden-Transistoren-Arrays/Module und optische Koppler handeln. Alternativ ist es möglich, eine organische Leuchtdiode (OLED) als optoelektronisches

Bauelement auszuwählen. Insbesondere kann es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um eine LED mit einer Effizienz von bis zu 150 Im/W handeln.

In einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist das anorganisch-organische Hybridmaterial durch Hydrolyse, gegenseitige Kondensation und Vernetzung zumindest einer Verbindung der Formel I, I' oder I'' und zumindest einer Verbindung der Formel II

I I' I II hergestellt, wobei M und M' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und jeweils für ein Zentralatom mit der Ladung m oder m' stehen. R und R' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und für Wasserstoff und/oder einen organischen Rest stehen. Y steht für einen organischen Rest mit einer zur Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppe. Weiter gilt, dass x = m und

0 < n < m' , 1 < x' < m' und x' + n = m' . Es gilt a = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, bevorzugt a = 3, 4, 5 oder 6, besonders bevorzugt a = 5. b und b' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und b, b' = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8.

Es hat sich gezeigt, dass eine Konverterträgerschicht

umfassend dieses anorganisch-organische Hybridmaterial durch Temperatur- und Feuchtebelastungen, denen sie in einem optoelektronischen Bauelement ausgesetzt sein kann, und vor allem durch die Strahlenbelastung, der sie in einem

optoelektronischen Bauelement ausgesetzt ist, nicht oder nur geringfügig vergilbt und eintrübt und sich in ihren

mechanischen Eigenschaften nicht oder kaum verändert. Damit ist auch gewährleistet, dass die Lichtausbeute nicht oder weniger herabgesetzt wird und die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements nicht oder nur geringfügig verändert wird. Auch die mechanische Festigkeit der

Konverterträgerschicht kann trotz dieser Belastungen

zumindest weitgehend erhalten bleiben.

Durch die Hydrolyse werden die OR-Gruppen am Zentralatom M und die OR' -Gruppen am Zentralatom M' zumindest teilweise durch OH-Gruppen ersetzt. Zwei OH-Gruppen können durch eine

Kondensationreaktion unter der Abspaltung von H20 M-O-M-, M' - O-M' -und M-O-M' -Bindungen ausbilden. Möglich ist auch, dass eine OH-Gruppe und eine M-OR oder M' -OR' -Gruppe durch eine Kondensationreaktion unter der Abspaltung von ROH oder R' OH M-O-M-, M' -O-M' -und M-O-M' -Bindungen ausbilden. Wird eine Verbindung der Formel I' oder I ' ' eingesetzt, werden durch die Hydrolyse die OR' -Gruppen am Zentralatom M' zumindest teilweise durch OH-Gruppen ersetzt. Zwei OH-Gruppen können durch eine Kondensationsreaktion unter der Abspaltung von H20 M'-O-M'-, C-O-M' , C-O-C-Bindungen ausbilden. Die jeweiligen C-Atome der Bindungen C-O-M' und C-O-C stammen aus dem Diol oder dem Triol der Formel I' oder I ' ' . Möglich ist auch, dass eine OH-Gruppe und eine M' -OR' -Gruppe durch eine

Kondensationreaktion unter der Abspaltung von R' OH eine M' -0- M' -Bindung ausbilden.

Durch die Y-Gruppe beziehungsweise die Y-Gruppen am

Zentralatom M' können die Verbindungen der Formel II, hydrolysierte Verbindungen der Formel II und/oder die durch Kondensation entstehenden Produkte der Verbindungen mit den Formeln I, I' oder I ' ' und II zusätzlich vernetzen.

Beispielsweise entsteht dabei ein dreidimensionales Netzwerk des anorganisch-organischen Hybridmaterials. Durch die zusätzliche Vernetzung der zur Vernetzung geeigneten

reaktiven Gruppen weist das so hergestellte anorganischorganische Hybridmaterial eine hohe chemische Beständigkeit beispielsweise gegenüber Wasser auf. Die Kondensation der hydrolysierten Verbindungen der Formel I oder der

Verbindungen der Formel I' oder I ' ' und der Formel II ist eine reversible Reaktion. Durch das Einwirken von Wasser könnten die kondensierten Verbindungen wieder hydrolysiert werden. Das durch die zusätzliche Vernetzung entstehende dreidimensionale Netzwerk verhindert, dass geringe Mengen von Wasser die chemischen Bindungen des anorganisch-organischen Hybridmaterials angreifen können. Bevorzugt sind M und M' unterschiedlich gewählt. Eine

Konverterträgerschicht umfassend ein anorganisch-organisches Hybridmaterial, bei dem M und M' unterschiedlich gewählt sind, zeigt eine noch geringere Vergilbungs- und

Eintrübungstendenz.

Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen

Bauelements ist M und M' ausgewählt aus einer Gruppe die B, AI, Si, Ti, Zr, Zn umfasst. Bevorzugt stehen M und M' für AI, Si, Ti, Zi und Zn. Besonders bevorzugt steht M' für Si.

Besonders bevorzugt steht M für AI.

Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen

Bauelements ist die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe aus einer Gruppe ausgewählt die Fluor-, Chlor-, Brom-, Jod-, Amino-, Amid-, Aldehyd-, Keto-, Carboxy-, Thiol-, Hydroxy-, Acryloxy-, Methacryloxy- , Epoxy-, Isocyanat, -Ester-,

Sulfonsäure- , Phosphorsäure- und Vinylsubstituenten umfasst. Bevorzugt ist die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe aus einer Gruppe ausgewählt, die Amino-, Thiol-, Hydroxy-,

Epoxy-, Isocyanat-, und Vinylsubstituenten umfasst. Besonders bevorzugt ist die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe aus einer Gruppe ausgewählt die Amino-, Isocyanat-, und

Epoxygruppen umfasst.

R und R' können beispielsweise ausgewählt sein aus einer Gruppe, die Wasserstoff, Alkylsubstituenten und

Arylsubstituenten umfasst. R und R' können in einer

Verbindung gleich oder unterschiedlich gewählt sein.

Vorzugsweise handelt es sich bei den organischen Resten R und R' um Cl- bis C8-Alkylreste, die verzweigt oder unverzweigt sein können. Zu große oder voluminöse Reste könnten die

Zentralatome M und M' zu stark abschirmen, was die Hydrolyse oder die Kondensation der Moleküle behindern oder sogar unterbinden würde. Besonders bevorzugt können R und R' aus einer Gruppe ausgewählt sein die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-,

Cyclohexyl-, Phenylreste und Kombinationen daraus umfasst.

Gemäß einer Ausführungsform wird das anorganisch-organische Hybridmaterial aus 5 bis 50 mol%, bevorzugt 10 bis 30 mol %, besonders bevorzugt 10 bis 20 mol% zumindest einer Verbindung der Formel I, einer Verbindung der Formel I' oder einer

Verbindung der Formel I ' ' hergestellt. Mit der Variation der Molprozent der Verbindung der Formel I, der Verbindung der Formel I' oder der Verbindung der Formel I ' ' relativ zur Gesamtmenge aus Formel I, I' oder I ' ' und II kann der

Brechungsindex der Konverterträgerschicht variiert und daher optimiert werden. Die Lichtauskopplung kann gesteigert werden, wenn der Brechungsindex der Konverterträgerschicht einen ähnlichen Brechungsindex aufweist, wie die an die

Konverterträgerschicht angrenzenden Schichten.

Gemäß einer Ausführungsform wird das anorganisch-organische Hybridmaterial aus 50 bis 95 mol%, bevorzugt 70 bis 90 mol %, besonders bevorzugt 70 bis 80 mol% zumindest einer Verbindung der Formel II relativ zur Gesamtmenge aus Formel I, I' oder I ' ' und II hergestellt. Durch den Anteil an Verbindungen der Formel II relativ zur Gesamtmenge aus Formel I, I' oder I ' ' und II kann die Elastizität des anorganisch-organischen

Hybridmaterials eingestellt werden. Durch die Hydrolyse und Kondensation ausschließlich von Verbindungen der Formel I würde das entstehende Polymer sehr spröde sein. Die

Elastizität ist für die Herstellung der

Konverterträgerschicht von Bedeutung. Bei der Härtung der Konverterträgerschicht durch Kondensation und Vernetzung entsteht ein Schrumpf. Dieser Schrumpf kann bei spröden oder wenig elastischen Materialien unerwünschte Risse in der Konverterträgerschicht hervorrufen . Gemäß einer weiteren Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist das anorganisch-organische Hybridmaterial durch Hydrolyse, gegenseitige Kondensation und Vernetzung einer Verbindung der Formel I, I' oder I ' ' und zwei

Verbindungen der Formel II hergestellt. Durch so eine

Kombination kann die Elastizität besonders gut eingestellt werden. Ein derartig hergestelltes anorganisch-organisches Hybridmaterial weist auch eine nochmals bessere

Wärmeleitfähigkeit auf. Bevorzugt ist, dass die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe der ersten Verbindung der Formel II mit der zur

Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppe der zweiten Verbindung der Formel II vernetzen kann. Beispielsweise kann die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe der ersten Verbindung der Formel II ein Aminosubstituent und die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe der zweiten Verbindung der Formel II ein Epoxysubstituent sein. Möglich ist auch, dass die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe der ersten Verbindung der Formel II ein Thiolsubstituent und die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe der zweiten Verbindung der Formel II ein Vinylsubstituent ist. Es sind aber auch andere

Kombinationen denkbar.

In einer Ausführungsform weisen die erste und die zweite Verbindung der Formel II die gleiche Anzahl n an Y Gruppen auf . In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden

Verbindungen der Formel II in einem Verhältnis von 1:1 zueinander eingesetzt. So können alle oder nahezu alle zur Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppen der ersten Verbindung der Formel II mit den zur Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppe der zweiten Verbindung der Formel II vernetzen.

Idealerweise sind in dem anorganisch-organischen

Hybridmaterial nach der Kondensation oder Vernetzung keine oder fast keine zur Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppen mehr vorhanden. Ein so hergestelltes anorganisch-organisches Hybridmaterial ist noch weniger vergilbungsanfällig, da nur sehr wenige reaktive organische Gruppen vorhanden sind, die leicht reagieren und daher eher zur Vergilbung neigen. In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Verbindung der Formel II um eine Verbindung folgender Formel II'

Formel II' wobei n' ' = 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, bevorzugt n' ' = 2, 3 oder 4.

Durch den Einsatz solcher Verbindungen wird ein anorganisch- organisches Hybridmaterial erhalten, das kaum

vergilbungsanfällig aufgrund von UV-Strahlung und/oder Licht im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums ist.

Beispielsweise handelt es sich um 3- Isocyanatopropyltriethoxysilan :

In einer Ausführungsform ist das anorganisch-organische

Hybridmaterial durch Hydrolyse, gegenseitige Kondensation und Vernetzung zumindest einer Verbindung der Formel I' oder der Formel I'' und einer Verbindung der Formel II' hergestellt.

Das Verhältnis der Isocyanatgruppen der Verbindungen der Formel II' zu dem Verhältnis der OH-Gruppen des Diols der Formel I' oder des Triols der Formel I'' liegt bei 1 bis 0,5. Je nach gewünschter Festigkeit des Hybridmaterials werden für eine hohe gewünschte Festigkeit Triole und für eine etwas geringere Festigkeit des anorganisch-organischen

Hybridmaterials Diole eingesetzt. Durch die Vernetzung, hier die Reaktion von OH-Gruppen mit den Isocyanat-Gruppen bildet sich eine stabile Urethangruppe, die auch durch Einwirkungen von elektromagnetischer Strahlung stabil bleibt. Es wird ein anorganisch-organisches Hybridmaterial erhalten, das extrem wenig vergilbungsanfällig aufgrund der Einwirkung von UV- Strahlung und/oder Licht im sichtbaren Bereich des

elektromagnetischen Spektrums ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Silicatglas durch Hydrolyse und gegenseitige Kondensation aus Si02 und/oder Salzen und Estern von Si (OH) 4 und zumindest einer Verbindung ausgewählt aus einer Gruppe, die A1203, Bi203, P203, Sc203 und Y203 umfasst, hergestellt.

Bevorzugt ist das Silicatglas durch Hydrolyse und

gegenseitige Kondensation aus y(Na20) · x(SiO)2 · H20, Si02 und zumindest einer Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe, die A1203, Bi203, P203, Sc203 und Y203 umfasst, hergestellt. Das Verhältnis y:x in der Formel y(Na20) · x(Si02) · H20 liegt bei 1:1 bis 4:1, bevorzugt bei 2:1 bis 3,8:1.

Besonders bevorzugt ist das Silicatglas durch Hydrolyse und gegenseitige Kondensation aus y(Na20) · x(SiO)2 · H20, Si02 und A1203 hergestellt. Das Verhältnis y:x in der Formel y(Na20) · x(Si02) · H20 liegt bei 1:1 bis 4:1, bevorzugt bei 2 : 1 bis 3,8:1.

Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen

Bauelements ist das Silicatglas ausgewählt aus einer Gruppe, die Borosilicatglas , Alumosilicatglas , Phosphosilicatglas , Scandiumsilicatglas und Yttriumsilicatglas umfasst.

Es hat sich gezeigt, dass eine Konverterträgerschicht umfassend solche Silicatgläser durch Temperatur- und

Feuchtebelastungen, denen sie in einem optoelektronischen Bauelement ausgesetzt sein kann, und vor allem durch die Strahlenbelastung, der sie in einem optoelektronischen

Bauelement ausgesetzt ist, nicht oder nur sehr geringfügig vergilbt und eintrübt und sich in ihren mechanischen

Eigenschaften nicht oder kaum verändert. Im Vergleich zu dem anorganisch-organischen Hybridmaterial zeigt es eine noch geringere Vergilbungstendenz , da in den Silicatgläsern keine organischen Gruppen vorhanden sind, die tendenziell weniger stabil sind als rein anorganische Materialien, wie

beispielsweise die Silicatgläser. Damit ist auch

gewährleistet, dass die Lichtausbeute nicht oder weniger herabgesetzt wird und die Abstrahlcharakteristik des

optoelektronischen Bauelements nicht oder nur sehr

geringfügig verändert wird. Auch die mechanische Festigkeit der Konverterträgerschicht kann trotz dieser Belastungen zumindest weitgehend erhalten bleiben. Bevorzugt weist das Silicatglas ein Alumosilicatglas oder ein Phosphosilicatglas auf. Besonders bevorzugt ist das

Silicatglas ein Alumosilicatglas. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die

Konverterpartikel durch chemische Bindungen an das

anorganisch-organische Hybridmaterial und/oder das

Silicatglas gebunden. Unter chemischen Bindungen können kovalente Bindungen, Ionenbindungen oder auch koordinative Bindungen verstanden werden. Durch die chemische Bindung der Konverterpartikel können Poren und Risse in der

Konverterträgerschicht vermieden beziehungsweise stark reduziert werden. Poren- und rissfreie

Konverterträgerschichten gewährleisten über die gesamte

Konverterträgerschicht eine konstante und effiziente

Wärmeabfuhr sowie eine konstante und effiziente

Abstrahlcharakteristik der elektromagnetischen Primär- und/oder Sekundärstrahlung. Handelt es sich um eine

Konverterträgerschicht umfassend Konverterpartikel und ein Silicatglas, entsteht durch die chemischen Bindungen ein festes keramisches Netzwerk.

Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen

Bauelements ist die Konverterträgerschicht frei von Poren und Rissen.

Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen

Bauelements weisen die Konverterpartikel einen

Partikeldurchmesser von 1 bis 50 ym auf. Bevorzugt weisen die Konverterpartikel einen Partikeldurchmesser von 5 bis 15 ym, besonders bevorzugt von 10 ym auf. Insbesondere bei einer Partikelgröße von 10 ym ist die Wärmeleitfähigkeit der Konverterträgerschicht besonders hoch, was die Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements deutlich verlängert.

Die Konverterpartikel können beispielsweise aus einem der folgenden Leuchtstoffe gebildet sein: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Silicate, wie Orthosilicate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilicate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxinitride und mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, Sialone.

Als Leuchtstoffe können insbesondere Granate, wie

Yttriumaluminiumoxid (YAG) , Lutetiumaluminiumoxid (LuAG) und Terbiumaluminiumoxid (TAG) verwendet werden.

Die Leuchtstoffe sind beispielsweise mit einem der folgenden Aktivatoren dotiert: Cer, Europium, Terbium, Praseodym, Samarium, Mangan. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die

Konverterträgerschicht Konverterpartikel verschiedener

Leuchtstoffe .

In einer weiteren Ausführungsform ist die

Konverterträgerschicht transparent für die von der aktiven

Schicht der Schichtenfolge emittierte Primärstrahlung. Unter "transparent" wird vorliegend verstanden, dass ein Material, eine Schicht oder ein Element für das gesamte sichtbare elektromagnetische Spektrum oder eines Teilspektrums davon zumindest teilweise durchlässig ist. Die von der

Schichtenfolge emittierte Strahlung kann beispielsweise im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegen.

In einer weiteren Ausführungsform ist die

Konverterträgerschicht transparent für die von

Konverterpartikeln emittierte Sekundärstrahlung

Bevorzugt weist die Konverterträgerschicht eine Transparenz von über 95 % auf, besonders bevorzugt liegt die Transparenz der Konverterträgerschicht bei über 98 % für die emittierte Primärstrahlung und/oder für die emittierte

SekundärStrahlung .

Möglich ist auch, dass das optoelektronische Bauelement ein Gehäuse umfasst. In dem Gehäuse kann in der Mitte eine

Ausnehmung vorhanden sein. Die Schichtenfolge kann in der Ausnehmung angebracht sein. Es ist auch möglich, dass die Ausnehmung mit einem Verguss ausgefüllt ist.

In einer Ausführungsform ist die Konverterträgerschicht als Verguss ausgebildet. Der Verguss kann die Ausnehmung in dem Gehäuse ausfüllen. Es ist möglich, dass der Verguss in

Kontakt zu der Umgebung steht. Handelt es sich bei der

Konverterträgerschicht um einen Verguss, der in Kontakt mit der Umgebung steht, ist die Diffusionsrate von H20 und Gasen aus der Umgebung durch das dichte Netzwerk der

Konverterträgerschicht sehr gering. Besonders im Vergleich z Konverterträgerschichten umfassend Silikon ist die

Diffusionsrate von H20 und Gasen aus der Umgebung deutlich herabgesetzt . Gemäß einer Ausführungsform ist die Konverterträgerschicht als ein Plättchen ausgebildet, das über der Schichtenfolge angeordnet wird. Das Plättchen kann direkt auf der

Schichtenfolge angebracht sein. Es ist möglich, dass das Plättchen die gesamte Oberfläche der Schichtenfolge bedeckt. Ist die Konverterträgerschicht als ein Plättchen ausgeformt, ist es möglich, dass die Schichtdicke des gesamten Plättchens gleichmäßig ist. So kann über die gesamte Fläche des

Plättchens ein konstanter Farbort erzielt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Konverterträgerschicht um eine Linse. Es ist möglich, dass die Linse über einem Verguss angeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das

optoelektronische Bauelement zwei Konverterträgerschichten. So kann die Menge an Konverterpartikeln in dem

optoelektronischen Bauelement erhöht werden, ohne dass der Volumenanteil der Konverterpartikel in einer

Konverterträgerschicht zu hoch gewählt werden muss,

beispielsweise über 50 Volumenprozent. So kann die

Lichtkonversion effizienter gestaltet werden.

Bei der ersten Konverterträgerschicht kann es sich hierbei um einen Verguss umfassend Konverterpartikel und ein

anorganisch-organisches Hybridmaterial und/oder ein

Silicatglas handeln, wobei die Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen Hybridmaterial und/oder dem

Silicatglas verteilt sind. Bei der zweiten

Konverterträgerschicht kann es sich um ein Plättchen, angebracht über der Schichtenfolge, umfassend

Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches

Hybridmaterial und/oder ein Silicatglas handeln, wobei die Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen Hybridmaterial und/oder dem Silicatglas verteilt sind.

Es ist auch möglich, dass es sich bei der zweiten

Konverterträgerschicht um eine Linse, umfassend

Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches

Hybridmaterial und/oder ein Silicatglas handelt, wobei die Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen

Hybridmaterial und/oder dem Silicatglas verteilt sind.

Möglich ist auch, dass es sich bei der ersten

Konverterträgerschicht um ein Plättchen handelt, angebracht über der Schichtenfolge, umfassend Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches Hybridmaterial und/oder ein

Silicatglas, wobei die Konverterpartikel in dem anorganisch ^¬ organischen Hybridmaterial und/oder dem Silicatglas verteilt sind. Bei der zweiten Konverterträgerschicht kann es sich um eine Linse, umfassend Konverterpartikel und ein anorganisch ^¬ organisches Hybridmaterial und/oder ein Silicatglas handeln, wobei die Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen Hybridmaterial und/oder dem Silicatglas verteilt sind.

Die erste und die zweite Konverterträgerschicht können die gleichen Konverterpartikel und das gleiche anorganisch- organische Hybridmaterial und/oder das gleiche Silicatglas umfassen .

Vorzugsweise umfassen die erste und die zweite

Konverterträgerschicht unterschiedliche Konverterpartikel und unterschiedliche anorganisch-organische Hybridmaterialien und/oder unterschiedliche Silicatgläser . Möglich ist auch, dass die erste und die zweite

Konverterträgerschicht die gleichen Konverterpartikel und unterschiedliche anorganisch-organische Hybridmaterialien und/oder unterschiedliche Silicatgläser umfassen.

Es ist auch möglich, dass die erste und die zweite

Konverterträgerschicht unterschiedliche Konverterpartikel und das gleiche anorganisch-organische Hybridmaterial und/oder das gleiche Silicatglas umfassen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement mindestens eine zweite Schichtenfolge.

Gemäß einer Ausführungsform sind die erste und die zweite und jede weitere Schichtenfolge nebeneinander angeordnet.

Es ist möglich, dass über der zweiten und jeder weiteren Schichtenfolge Konverterträgerschichten in Form eines

Plättchens aufgebracht sind.

Es ist auch möglich, dass ein Plättchen über der ersten und der zweiten und jeder weiteren Schichtenfolge aufgebracht ist. So ist der Herstellungsprozess des optoelektronischen Bauelements optimiert, da nicht für jede Schichtenfolge ein Plättchen hergestellt und aufgebracht werden muss.

In einer weiteren Ausführungsform hat das Plättchen eine Dicke von 1 ym bis 1000 ym, bevorzugt 10 ym bis 500 ym, besonders bevorzugt 10 ym bis 70 ym. Mit einer Dicke von 10 ym bis 70 ym kann zum Einen eine effiziente Wärmeabfuhr erfolgen und zum anderen das optoelektronische Bauelement in seinen Ausmaßen gering gehalten werden. Es ist möglich, dass über dem Plättchen ein Verguss

angeordnet ist. Der Verguss kann aus herkömmlichen

Vergussmaterialien ausgewählt sein.

Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.

Weiter kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen oder der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Haftschicht zwischen der Schichtenfolge und dem Plättchen angeordnet.

Es ist möglich, dass zwischen dem Verguss und der Linse eine Haftschicht angeordnet ist.

Dass eine Schicht oder ein Element zwischen zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine

Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder

elektrischen Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zu einen der zwei anderen Schichten oder Elementen und in direktem

mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder elektrischen oder in mittelbarem Kontakt zu anderen der zwei anderen

Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen

Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elemente angeordnet sein. Es ist möglich, dass die Haftschicht aus Silikon besteht oder Silikon umfasst. Durch Silikon ist eine gute Verklebung der Schichtenfolge und des Plättchens möglich. Durch die gute Verklebung der Schichtenfolge und des Plättchens wird einer frühzeitigen Delamination des Plättchens von der

Schichtenfolge vorgebeugt und es kann somit die Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements verlängert werden.

Durch Silikon ist auch eine gute Verklebung des Verguss und der Linse möglich. Durch die gute Verklebung des Verguss und der Linse wird einer frühzeitigen Delamination der Linse von dem Verguss vorgebeugt und es kann somit die Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements verlängert werden.

Die Haftschicht kann vollflächig, strukturiert oder punktuell zwischen der Schichtenfolge und dem Plättchen aufgebracht sein .

Die Haftschicht kann vollflächig, strukturiert oder punktuell zwischen dem Verguss und der Linse aufgebracht sein.

Die Haftschicht kann eine Schichtdicke von 1 ym bis 50 ym, bevorzugt 1 ym bis 30 ym, besonders bevorzugt 1 ym bis 20 ym aufweisen .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen die

Konverterpartikel zu 1 bis 50 Volumenprozent in Bezug auf das anorganisch-organische Hybridmaterial und/oder das

Silicatglas vor. Bevorzugt sind 10 bis 40 Volumenprozent, besonders bevorzugt sind 20 bis 30 Volumenprozent. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die

Konverterpartikel homogen oder mit Konzentrationsgradienten in dem anorganisch-organischen Hybridmaterial und/oder dem Silicatglas verteilt.

Die angegebenen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements können gemäß nachfolgend genannter Verfahren hergestellt werden.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines

optoelektronischen Bauelements umfassend eine

Konverterträgerschicht angegeben. Die Konverterträgerschicht weist eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,2 W/mK und 10,0 W/mK auf .

Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der

Konverterträgerschicht um einen Verguss. Das Verfahren zur Herstellung umfasst folgende Verfahrensschritte:

A) Ausformen eines Gehäuses mit einer Ausnehmung,

B) Einbringen einer Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert, in die Ausnehmung des Gehäuses,

C) Mischen von Konverterpartikeln und

Ca) zumindest einer Verbindung der Formel I, I' oder I'' und zumindest einer Verbindung der Formel II

I I' I II wobei M und M' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und jeweils für ein Zentralatom mit der Ladung m oder m' stehen,

wobei R und R' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und für Wasserstoff und/oder einen organischen Rest stehen,

wobei Y für einen organischen Rest mit einer zur Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppe steht,

wobei x = m und

wobei 0 < n < m' , 1 < x' < m' und x' + n = m' ,

wobei a = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, bevorzugt a = 3, 4, 5 oder 6, besonders bevorzugt a = 5,

wobei b und b' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und b, b' = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8

und/oder

Cb) Si02 und/oder Salze und Ester von Si (OH) 4 und zumindest eine Verbindung ausgewählt aus einer Gruppe, die A1203, Bi203, P203, Sc203 und Y203 umfasst,

D) Einbringen des Gemisches in die Ausnehmung,

E) Hydrolysieren und Kondensieren der unter Ca) und/oder Cb) angegebenen Verbindungen,

F) Vernetzung der unter E) hergestellten Verbindungen.

Da es möglich ist, auch die Silicatgläser über Hydrolyse und Kondensation herzustellen, können diese nun auch Bestandteil von Vergüssen sein. Die übliche Herstellung von

Silicatgläsern durch Sintern ist aufgrund der sehr hohen erforderlichen Temperaturen, die das Bauelement schädigen würden nicht möglich.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei der Konverterträgerschicht um ein Plättchen. Das Verfahren zur Herstellung umfasst folgende

Verfahrensschritte :

A) Ausformen eines Gehäuses mit einer Ausnehmung,

B) Einbringen einer Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert, in die

Ausnehmung des Gehäuses,

C' ) Herstellen einer Platte umfassend die Verfahrensschritte

C) Mischen von Konverterpartikeln und

Ca) zumindest einer Verbindung der Formel I, I' oder I'' und zumindest einer Verbindung der Formel II

M(OR)x HO ^a OH Yn-M' (OR' ) x'

I I' II wobei M und M' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und jeweils für ein Zentralatom mit der Ladung m oder m' stehen,

wobei R und R' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und für Wasserstoff und/oder einen organischen Rest stehen,

wobei Y für einen organischen Rest mit einer zur Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppe steht,

wobei x = m und

wobei 0 < n < m' , 1 < x' < m' und x' + n = m' ,

wobei a = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, bevorzugt a = 3, 4, 5 oder 6, besonders bevorzugt a = 5,

wobei b und b' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und b, b' = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8und/oder Cb) Si02 und/oder Salze und Ester von Si (OH) 4 und zumindest eine Verbindung ausgewählt aus einer Gruppe, die A1203, Bi203, P203, Sc203 und Y203 umfasst,

D' ) Einbringen des Gemisches in eine flächige Form,

E) Hydrolysieren und Kondensieren der unter Ca) und/oder Cb) angegebenen Verbindungen.

F) Vernetzung der unter E) hergestellten Verbindungen

G) Vereinzelung der Platte zu mehreren Plättchen,

H) Aufbringen des Plättchens über der Schichtenfolge.

Durch die Herstellung der Plättchen durch Vereinzelung aus einer großen Platte können die Plättchen kostengünstig und schnell hergestellt werden. So kann aus einer Platte, die eine Fläche von beispielsweise 1 cm2 aufweist, beispielsweise 100 Plättchen hergestellt werden.

Anstatt Verbindungen der Formel II in Verfahrensschritt Ca) einzusetzen, kann eine Verbindung der Formel II, bei der Y mit einer Schutzgruppe versehen ist, eingesetzt werden. Dies verhindert, dass in Verfahrensschritt E) parallel zum

Hydrolysieren und Kondensieren der unter Ca) genannten

Verbindungen, die zur Vernetzung geeignete reaktive Gruppe des organischen Rest Y bereits reagiert. Es kann somit gewährleistet werden, dass die Vernetzung nicht bereits in Verfahrensschritt E) sondern erst in Verfahrensschritt F) stattfindet .

Wird für die Verbindung der Formel II eine Verbindung

eingesetzt, bei der Y für einen organischen Rest mit einer zur Vernetzung geeigneten reaktiven Isocyanat-Gruppe steht, kann die Isocyanat Gruppe mit einer Schutzgruppe zunächst blockiert werden. Als Schutzgruppe können Triazole und Imidazole beispielsweise 1 , 2 , 4-Triazol verwendet werden, solche Verbindung kann folgende Formel II* aufweisen

Formel II* wobei n' ' = 1, 2, 3, 4, 5, 6, bevorzugt n' ' = 2, 3, 4. Durch den Einsatz von Verbindungen der Formel II* wird durch die Hydrolyse und Kondensation in Verfahrensschritt E) ein lagerfähiges Sol erhalten. Dieses lagerfähige Sol bleibt auch bei einer Säurezugabe erhalten. Beispielsweise handelt es sich um

Verbindungen der Formel II* erhält man durch Reaktion von Isocyanaten der Formel II und 1, 2, 4-Trialzol, beispielsweise durch Reaktion von 3-Isocyanatopropyltriethoxysilan mit 1 , 2 , 4-Trialzol bei einer Temperatur von 125° für sechs

Stunden .

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird in

Verfahrensschritt C) eine Säure zugegeben. Die erforderliche Menge an Säure kann abhängig von der Anzahl der

hydrolysierbaren OR und OR' Gruppen der Verbindungen der Formel I und der Formel II bestimmt werden. Die Verhältnis der Anzahl der sauren Protonen der Säure zu der Anzahl der hydrolysierbaren OR- und OR' -Gruppen der Verbindungen der Formel I und der Formel II liegt zwischen 0,33 bis 0,5. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Verfahrensschritt E) der unter Ca) und/oder Cb) angegebenen Verbindungen bei einem pH-Wert von 1 bis 5 durchgeführt.

Besonders bevorzugt wird Verfahrensschritt E) der unter Ca) und/oder Cb) angegebenen Verbindungen bei einem pH-Wert von 1 bis 3 durchgeführt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform findet zwischen dem Verfahrensschritt A) und dem Verfahrensschritt B) ein

Verfahrensschritt „AI) Herstellung der Schichtenfolge" statt.

Es ist möglich, dass die Schichtenfolge in Verfahrensschritt AI) durch ,,al) Bereitstellen einer großflächigen

Schichtenfolge" und ,,a2) Sägen oder sonstiges Zerteilen der großflächig erzeugten Schichtenfolge zu mehreren kleineren Einheiten mit der gleichen Schichtenfolge aber kleinerer Grundfläche" erfolgt.

Handelt es sich bei der Konverterträgerschicht um ein

Plättchen ist es möglich, dass der Verfahrensschritt C ) umfassend die Verfahrensschritte C) , Ca) , Cb) , D' , E) und F) vor Verfahrensschritt AI) stattfindet. Nach Verfahrensschritt al) könnte ein Verfahrensschritt ,,Η' ) Aufbringen der Platte über der großflächigen Schichtenfolge" erfolgen. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Verfahrensschritte G) und H) nicht mehr nötig. Diese Ausführungsform ermöglicht es die

Verfahrensschritte a2) und G) in einem Schritt auszuführen, um so den gesamten Herstellungsprozess des optoelektronischen Bauelements zu optimieren. Da es möglich ist, auch die Plättchen über Hydrolyse und Kondensation herzustellen, entfällt bei der Herstellung der Platte der aufwendige und teure Sinterprozess . Möglich ist auch, dass statt der unter Cb) genannten

Verbindungen bereits hydrolysierte und teilweise kondensierte Verbindungen aus Si02 und/oder Salzen und Estern von Si (OH) 4 und zumindest einer Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe, die A1203, Bi203, P203, Sc203 und Y203 umfasst, verwendet werden. Die Kondensation sollte jedoch nur soweit

fortgeschritten sein, dass sich die Verbindung noch nicht verfestigt hat. Unter Schritt E) würde dann nur noch eine Kondensation dieser Verbindungen stattfinden. So kann der Schrumpf des Materials bei der Härtung verringert werden, da weniger Wasser bei der Kondensation entsteht. Es können bei dieser Methode dickere rissfreie Konverterträgerschichten hergestellt werden. Möglich sind bei Plättchen Dicken bis zu 1000 ym. Bei Vergüssen sind Dicken bis zu 600 ym möglich. Es ist auch möglich, dass statt der unter Cb) genannten

Verbindungen bereits hydrolysierte und teilweise kondensierte Verbindungen aus y(Na20) · x(SiO)2 · H20, Si02 und zumindest einer Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe, die A1203, Bi203, P203, Sc203 und Y203 umfasst, verwendet werden. Das Verhältnis y:x in der Formel y(Na20) · x(Si02) · H20 liegt bei 1:1 bis 4:1, bevorzugt bei 2:1 bis 3,8:1. Die

Kondensation sollte auch hier nur soweit fortgeschritten sein, dass sich die Verbindung noch nicht verfestigt hat. Analog können auch bereits hydrolysierte und teilweise kondensierte Verbindungen der Formeln I und II in

Verfahrensschritt Ca) eingesetzt werden. Unter Schritt E) würde dann nur noch eine Kondensation dieser Verbindungen stattfinden. Auch hier ist es möglich Plättchen mit Dicken bis zu 1000 ym und Vergüsse mit Dicken bis zu 600 ym in rissfreier Form herzustellen.

Möglich ist auch, dass vor Verfahrensschritt H) ein

Verfahrensschritt „Hl) Aufbringen einer Haftschicht auf die Schichtenfolge" stattfindet. Die Haftschicht kann

vollflächig, strukturiert oder punktuell auf die

Schichtenfolge aufgebracht werden.

Möglich ist auch, dass vor Verfahrensschritt H) ein

Verfahrensschritt ,,H2) Aufbringen einer Haftschicht auf das Plättchen" stattfindet. Die Haftschicht kann vollflächig, strukturiert oder punktuell auf das Plättchen aufgebracht werden .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Vereinzelung der Platte zu mehreren Plättchen in Verfahrensschritt G) mit einem Laser.

Es ist auch möglich, dass statt des Verfahrensschritts C ) den Verfahrensschritt durchzuführen:

,,C*) Herstellen eines Plättchens umfassend die

Verfahrensschritte

C) Mischen von Konverterpartikeln und

Ca) zumindest einer Verbindung der Formel I, I' oder I'' und zumindest einer Verbindung der Formel II

I I' II wobei M und M' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und jeweils für ein Zentralatom mit der Ladung m oder m' stehen,

wobei R und R' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und für Wasserstoff und/oder einen organischen Rest stehen,

wobei Y für einen organischen Rest mit einer zur Vernetzung geeigneten reaktiven Gruppe steht,

wobei x = m und

wobei 0 < n < m' , 1 < x' < m' und x' + n = m' ,

wobei a = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, bevorzugt a = 3, 4, 5 oder 6, besonders bevorzugt a = 5,

wobei b und b' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und b, b' = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 und/oder

Cb) Si02 und/oder Salze und Ester von Si (OH) 4 und zumindest eine Verbindung ausgewählt aus einer Gruppe, die A1203, Bi203, P203, Sc203 und Y203 umfasst,

D' ) Einbringen des Gemisches in eine flächige Form,

E) Hydrolysieren und Kondensieren der unter Ca) und/oder Cb) angegebenen Verbindungen".

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Verfahrensschritt G) nicht mehr nötig.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt nach Verfahrensschritt B) ein Verfahrensschritt ,,B1)

Einbringen zumindest einer zweiten Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert, in die Ausnehmung des Gehäuses". Erfolgt ein Verfahrensschritt Bl) so kann anstatt dem

Verfahrensschritt H) der Verfahrensschritt ,,H*) Aufbringen eines ersten Plättchens über der ersten Schichtenfolge und Aufbringen eines zweiten Plättchens über der zweiten

Schichtenfolge", stattfinden.

Es ist auch möglich, dass anstatt des Verfahrensschritts H) den Verfahrensschritt ,,H**) Aufbringen des Plättchens über der ersten Schichtenfolge und über der zweiten

Schichtenfolge", durchzuführen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens findet der Verfahrensschritt E) bei einer Temperatur zwischen 20 °C und 150 °C statt. Höhere Temperaturen würden, wenn es sich bei der Konverterträgerschicht um einen Verguss handelt, die Schichtenfolge schädigen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich in Verfahrensschritt E) um einen Sol-Gel Prozess. Das so erhaltene Sol kann gelagert werden. Das Sol kann einige Wochen, insbesondere 1 bis 10 Wochen, beispielsweise 4 Wochen gelagert werden. So kann beispielsweise zwischen

Verfahrensschritt E) und Verfahrensschritt F) eine gewisse Zeit vergehen.

Durch die Kondensation in Verfahrensschritt E) entsteht H20, R' OH und oder ROH, in denen das unter E) jeweils entstehende Gel gelöst ist.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird in

Verfahrensschritt C) ein Lösungsmittel zugegeben. Das

Lösungsmittel kann Isopropanol, Ethanol und/oder l-Methoxy-2- propoanol sein.

Gemäß einer Ausführungsform wird das entstehende H20, R' OH und/oder ROH und/oder das Lösungsmittel in einem Verfahrensschritt F' ) entfernt. Verfahrensschritt F' ) kann nach Verfahrensschritt E) oder nach Verfahrensschritt E) oder F) erfolgen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Vernetzung in Schritt F) thermisch und/oder durch Strahlung initiiert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Vernetzung in Schritt F) durch IR- und/oder UV-Strahlung initiiert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Vernetzung in Schritt F) bei einer Temperatur von maximal 150 °C initiiert. Wenn in Verfahrensschritt Ca) eine Verbindung der Formel II* eingesetzt wurde, wird bei einer Temperatur von 150 °C die Schutzgruppe abgespalten, so dass die Vernetzung über die

Isocyanatgruppe stattfinden kann. Die Vernetzung kann durch eine Reaktion von OH-Gruppen mit den Isocyanat-Gruppen erfolgen, wobei sich eine stabile Urethangruppe bildet, die auch durch Einwirkungen von elektromagnetischer Strahlung stabil bleibt.

Es ist möglich, dass die Vernetzung in Verfahrensschritt F) bereits Bestandteil des Verfahrensschritts E) ist. Dies ist beispielsweise möglich, wenn Verfahrensschritt E) bei einer Temperatur größer Raumtemperatur durchgeführt wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Figuren 1 und 2 zeigen schematische Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen von optoelektronischen

Bauelementen . Figuren 3 und 4 zeigen die Wärmeleitfähigkeit von

Konverterträgerschichten .

Figuren 5A und 6A zeigen Rasterelektronenmikroskop- Aufnahmen von Konverterpartikeln.

Figuren 6A und 6B zeigen Rasterelektronenmikroskop- Aufnahmen von Konverterträgerschichten. Figur 7 zeigt die Wärmeleitfähigkeit von

Konverterträgerschichten .

In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen

Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als

maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente insbesondere Schichtdicken zum besseren Verständnis

übertrieben groß dargestellt sein.

Das optoelektronische Bauelement 1 gemäß Figur 1 zeigt einen Träger 5 mit einem Leiterrahmen 6. Auf dem Träger 5 ist eine Schichtenfolge 2 angeordnet, die mit dem Leiterrahmen 6 über Bonddrähte 7 elektrisch verbunden ist. Über der

Schichtenfolge 2 ist eine Konverterträgerschicht in Form eines Plättchens 3 angebracht. Die Konverterträgerschicht 3 umfasst Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder Konverterpartikel und ein Silicatglas, wobei die Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen Hybridmaterial oder in dem Silicatglas beispielsweise homogen verteilt sind. Das Plättchen 3 ist in dem Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet, die von einer aktiven Schicht (hier nicht gezeigt) in der Schichtenfolge 2 emittiert wird.

Zusätzlich kann zwischen der Schichtenfolge 2 und der

Konverterträgerschicht 3 eine Haftschicht (hier nicht

gezeigt) angebracht sein. Die Haftschicht kann beispielsweise Silikon umfassen.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen

Bauelement 1 um eine LED, wobei die Strahlung nach oben über eine transparente Halbleiterschichtenfolge 2 und die

Konverterträgerschicht 3, die transparent ausgebildet ist, ausgekoppelt wird. Das optoelektronische Bauelement 1 gemäß Figur 2 zeigt einen Träger 5 mit einem Leiterrahmen 6 und ein Gehäuse 8. Das Gehäuse 8 weist in der Mitte eine Ausnehmung auf, in der die Schichtenfolge 2 angeordnet ist, die mit dem Leiterrahmen 6 elektrisch verbunden ist. Die Ausnehmung ist mit einem

Verguss 4 ausgefüllt. Der Verguss 4 umfasst Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder

Konverterpartikel und ein Silicatglas, wobei die

Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen

Hybridmaterial oder in dem Silicatglas beispielsweise homogen verteilt sind. Der Verguss 4 ist in dem Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet, die von einer aktiven Schicht (hier nicht gezeigt) in der Schichtenfolge 2 emittiert wird. Zusätzlich kann über der Schichtenfolge eine weitere

Konverterträgerschicht in Form eines Plättchens 3 angebracht sein. Das Plättchen 3 umfasst Konverterpartikel und ein anorganisch-organisches Hybridmaterial oder Konverterpartikel und ein Silicatglas, wobei die Konverterpartikel in dem anorganisch-organischen Hybridmaterial oder in dem

Silicatglas beispielsweise homogen verteilt sind. Vorzugsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen

Bauelement 1 um eine LED, wobei die Strahlung nach oben über eine transparente Halbleiterschichtenfolge 2 und einen transparenten Verguss 4 ausgekoppelt wird. Die Figur 3 zeigt die Wärmeleitfähigkeiten von

Konverterträgerschichten. Die Konverterträgerschichten weisen eine Dicke von 1,0 bis 1,6 mm und eine Fläche von 10 mm ^χ 10 mm auf. Auf der y-Achse ist die Wärmeleitfähigkeit in W/mK aufgetragen und auf der x-Achse ist die Temperatur T in °C aufgetragen.

Die mit den Bezugzeichen I bis IV versehenen

Wärmeleitfähigkeiten sind Konverterträgerschichten

zugeordnet, bestehend aus:

I : Silikon;

II: Silikon und 3 Volumenprozent Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 10 ym;

III: anorganisch-organisches Hybridmaterial hergestellt aus einer Verbindung der Formel I mit M = AI und einer Verbindung der Formel II mit M' = Si.

IV: anorganisch-organisches Hybridmaterial hergestellt aus einer Verbindung der Formel I mit M = AI und einer Verbindung der Formel II mit M' = Si und 3 Volumenprozent

Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 10 ym. Es zeigt sich, dass die Konverterträgerschichten mit dem anorganisch-organischem Hybridmaterial (III) im Vergleich zu Konverterträgerschichten aus reinem Silikon (I) eine mehr als doppelt so hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Die Wärmeleitfähigkeit der Konverterträgerschicht mit dem

anorganisch-organischem Hybridmaterial (III) kann nochmals durch die Beimischung von Konverterpartikeln (IV) deutlich (um mehr als 100 %) gesteigert werden und weist dann eine um etwa einen Faktor 5 höhere Wärmeleitfähigkeit auf als die Konverterträgerschicht aus reinem Silikon (I). Die

Konverterträgerschicht aus Silikon und Konverterpartikel (II) weist hingegen im Vergleich zu der Konverterträgerschicht aus Silikon (I) nur eine geringfügige Erhöhung auf.

Die Figur 4 zeigt die Wärmeleitfähigkeiten von

Konverterträgerschichten. Die Konverterträgerschichten weisen eine Dicke von 1,0 bis 1,6 mm und eine Fläche von 10 mm ^χ 10 mm auf. Auf der y-Achse ist die Wärmeleitfähigkeit in W/mK aufgetragen und auf der x-Achse ist die Temperatur T in °C aufgetragen. Die mit den Bezugzeichen I, V, VI und VII versehenen Wärmeleitfähigkeiten sind Konverterträgerschichten zugeordnet, bestehend aus:

I : Silikon;

V: Alumosilicatglas und 20 Volumenprozent Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 3 bis 5 ym;

VI: Alumosilicatglas und 30 Volumenprozent Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 3 bis 5 ym;

VI: Alumosilicatglas und 20 Volumenprozent Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 10 ym.

Es zeigt sich, dass die Konverterträgerschichten bestehend aus Alumosilicatglas und 20 Volumenprozent Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 3 bis 5 ym (V) im Vergleich zu Konverterträgerschichten aus reinem Silikon (I) über zwölf mal so hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Die

Wärmeleitfähigkeit der Konverterträgerschicht kann nochmals durch die Beimischung von 30 Volumenprozent Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 3 bis 5 ym zu dem

Alumosilicatglas (VI ) gesteigert werden. Die beste

Wärmeleitfähigkeit wird bei der Konverterträgerschicht mit Alumosilicatglas und 20 Volumenprozent Konverterpartikeln mit einem Durchmesser von 10 ym erreicht (VII) . Insgesamt wird mit Konverterträgerschichten bestehend aus dem

Alumosilicatglas und Konverterpartikeln eine bis zu über 20fach höhere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu

Konverterträgerschichten aus Silikon (I) erreicht.

Die Figur 5a zeigt eine Aufnahme mit einem

Rasterelektronenmikroskop von Konverterpartikeln einer Größe von 3 bis 5 ym.

Figur 5b zeigt eine Aufnahme mit einem

Rasterelektronenmikroskop von den Konverterpartikeln aus Figur 5a in einem Alumosilicatglas. Wie ersichtlich bilden die Konverterpartikel und das Alumosilicatglas eine poren- und rissfreie Schicht. Die Konverterpartikel sind chemisch an das Alumosilicatglas gebunden, so dass ein festes keramisches Netzwerk entsteht.

Die Figur 6a zeigt eine Aufnahme mit einem

Rasterelektronenmikroskop von Konverterpartikeln einer Größe von 5 bis 10 ym.

Figur 6b zeigt eine Aufnahme mit einem

Rasterelektronenmikroskop von den Konverterpartikeln aus Figur 6a in einem Alumosilicatglas. Wie ersichtlich bilden die Konverterpartikel und das Alumosilicatglas eine poren- und rissfreie Schicht. Die Konverterpartikel sind chemisch an das Alumosilicatglas gebunden, so dass ein festes keramisches Netzwerk entsteht. Figur 7 zeigt die Wärmeleitfähigkeiten von

Konverterträgerschichten. Die Konverterträgerschichten weisen eine Dicke von 1,0 bis 1,6 mm und eine Fläche von 10 mm ^χ 10 mm auf. Auf der y-Achse ist die Wärmeleitfähigkeit in W/mK aufgetragen und auf der x-Achse ist die Temperatur T in °C aufgetragen .

Die mit den Bezugzeichen VIII bis XI versehenen

Wärmeleitfähigkeiten sind Konverterträgerschichten

zugeordnet, bestehend aus verschiedenen anorganisch- organischen Hybridmaterialien. Die anorganisch-organischen Hybridmaterialien sind aus einer Verbindung der Formel I' oder I ' ' und 3-Isocyanatopropyltriethoxysilan und 50

Volumenprozent LuAG-Konverterpartikel mit einem Durchmesser von 5 bis 15 ym, beispielsweise 10 ym hergestellt.

Es zeigt sich, dass die Konverterträgerschichten mit dem anorganisch-organischem Hybridmaterialien (VIII, IX, X, XI) im Vergleich zu Konverterträgerschichten aus Silikon und Konverterpartikeln (II, Figur 3) eine mindestens mehr als fünf mal so hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Des Weiteren zeichnen sich die anorganisch-organischen Hybridmaterialien durch eine sehr hohe Vergilbungsstabilität beim Einwirken elektromagnetischer Strahlung aus, was auf die sehr stabile Urethangruppen zurückzuführen ist.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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.