KONVERSIONSELEMENT UND DESSEN HERSTELLUNGSVERFAHREN

Die Druckschrift DE 10 2012 110 668 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements sowie ein

optoelektronisches Bauelement mit einem Konversionselement.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Konversionselement mit einer erhöhten Lebensdauer anzugeben. Weitere zu lösende Aufgaben bestehen darin, ein optoelektronisches Bauelement mit einem solchen Konversionselement und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Konversionselements anzugeben.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines

Konversionselements angegeben. Bei dem Konversionselement handelt es sich insbesondere um eine optische Komponente, die zur Konversion der Wellenlänge von in das Konversionselement eintretenden Lichts vorgesehen ist. Beispielsweise kann das in das Konversionselement eintretende Licht an Streupartikeln in dem Konversionselement - die im Folgenden

Konversionsmaterial genannt werden - gestreut werden und die Wellenlänge des Lichts durch diese Streuung geändert werden. Bevorzugt wird die Wellenlänge des eintretenden Lichts durch die Konversion erhöht und/oder die spektrale Verteilung des eintretenden Lichts durch die Konversion verbreitert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zunächst ein erster Deckkörper mit einer ersten

Verbindungsfläche und ein zweiter Deckkörper mit einer zweiten Verbindungsfläche bereitgestellt. Der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper sind bevorzugt jeweils mit einem lichtdurchlässigen Material gebildet oder bestehen aus einem lichtdurchlässigen Material. Beispielsweise handelt es sich bei dem lichtdurchlässigen Material um ein Glas.

Beispielsweise handelt es sich bei dem Deckkörper und bei dem zweiten Deckkörper jeweils um ein Glasplättchen.

Hierbei und im Folgenden ist ein Material "lichtdurchlässig" ausgebildet, wenn es wenigstens 90 %, bevorzugt wenigstens 95 %, eines in das Material eintretenden sichtbaren Lichts transmittiert . Umgekehrt ist ein Material "lichtabsorbierend" beziehungsweise "lichtreflektierend" ausgebildet, wenn wenigstens 90 %, bevorzugt wenigstens 95 %, des in das

Material eintretenden sichtbaren Lichts von dem Material absorbiert beziehungsweise reflektiert wird.

Der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper weisen jeweils eine Haupterstreckungsebene auf, in der sie sich in der lateralen Richtung erstrecken. Senkrecht zur

Haupterstreckungsebene weisen der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper jeweils eine Dicke auf. Die Dicke des ersten Deckkörpers und die Dicke des zweiten Deckkörpers sind jeweils klein gegen die maximale Erstreckung der jeweiligen Deckkörper in einer lateralen Richtung. Die erste

Verbindungsfläche bildet eine Hauptebene des ersten

Deckkörpers und die zweite Verbindungsfläche bildet eine Hauptebene des zweiten Deckkörpers. Bevorzugt weisen der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper eine ähnliche laterale Ausdehnung auf. Beispielsweise unterscheiden sich die lateralen Ausdehnungen des ersten Deckkörpers und des zweiten Deckkörpers um höchstens 10 %. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird an der die erste Verbindungsfläche aufweisenden Seite des ersten Deckkörpers eine Kavität in den ersten Deckkörper

eingebracht. Hierzu wird ein Teil des Materials aus dem ersten Deckkörper entfernt oder der erste Deckkörper wird zur Ausbildung der Kavität, etwa durch Tiefziehen, verformt.

Bei der Kavität handelt es sich insbesondere um eine

Vertiefung in dem ersten Deckkörper, wobei die Vertiefung den ersten Deckkörper in der vertikalen Richtung nicht

vollständig durchdringt. Mit anderen Worten, nach dem

Einbringen der Kavität ist eine der ersten Verbindungsfläche abgewandte erste Außenfläche des ersten Deckkörpers weiterhin einfach zusammenhängend ausgebildet. Der erste Deckkörper kann im Bereich der Kavität eine geringere Dicke aufweisen als im Bereich außerhalb der Kavität. Beispielsweise weist der erste Deckkörper im Bereich der Kavität eine Dicke auf, die wenigstens 30 %, bevorzugt wenigstens 40 %, und höchstens 90 %, bevorzugt höchstens 70 %, der Dicke des ersten

Deckkörpers im Bereich außerhalb der Kavität entspricht. Das Einbringen der Kavitäten erfolgt zum Beispiel mit einer

Walztechnik und/oder mit einem Ätzprozess.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zumindest eine Kavität mit einer Füllmasse befüllt. Bei der Füllmasse kann es sich beispielsweise um eine Polymerlösung handeln. Das Befüllen der zumindest einen Kavität mit der Füllmasse kann beispielsweise unter Verwendung eines

Gussverfahrens, zum Beispiel mittels Dosieren, Drucken und/oder Sprühen, erfolgen. Nach dem Befüllen der Kavität kann die Füllmasse, beispielsweise durch Erwärmen,

ausgehärtet werden. In die Füllmasse ist ein Konversionsmaterial eingebracht. Das Konversionsmaterial dient der oben beschriebenen

Wellenlängenkonversion der Wellenlänge eines in das

Konversionselement eintretenden Lichts. Bevorzugt wird die Peak-Wellenlänge des in das Konversionselement eintretenden Lichts derart konvertiert, dass die Peak-Wellenlänge des konvertierten Lichts wenigstens 10 nm, bevorzugt wenigstens 50 nm, größer als die Peak-Wellenlänge des eintretenden

Lichts ist. Das Konversionsmaterial ist bevorzugt ein

empfindliches Konversionsmaterial. Das Konversionsmaterial ist beispielsweise mit Streupartikeln gebildet oder besteht aus Streupartikeln. "Streupartikel" können hierbei und im Folgenden insbesondere Teilchen sein, deren Ausdehnung in zumindest einer Raumrichtung höchstens in der Größenordnung der Wellenlänge des zu streuenden Lichts liegt.

Beispielsweise weisen wenigstens 90 % der Streupartikel in jeder Raumrichtung eine Ausdehnung von wenigstens 50 nm und maximal 1 ym auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der zweite Deckkörper an der ersten Verbindungsfläche des ersten Deckkörpers aufgebracht. Die zweite Verbindungsfläche ist hierbei der ersten Verbindungsfläche zugewandt. Das

Aufbringen erfolgt bevorzugt derart, dass der erste

Deckkörper und der zweite Deckkörper anschließend zumindest stellenweise in direktem Kontakt zueinander stehen.

Nach dem Aufbringen kann der zweite Deckkörper die Füllmasse an ihrer dem ersten Deckkörper abgewandten Deckfläche

vollständig bedecken und/oder überdecken. Insbesondere überdecken und/oder bedecken der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper die Füllmasse in der vertikalen Richtung. Lateral kann die Füllmasse durch den ersten Deckkörper, insbesondere durch Seitenflächen der Kavität, umschlossen sein .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper stoffschlüssig miteinander verbunden. Eine "stoffschlüssige Verbindung" ist hierbei und im Folgenden eine Verbindung, bei der die

Verbindungspartner mitunter durch atomare und/oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Insbesondere kann mit einer stoffschlüssigen Verbindung eine hermetische Abdichtung eines Freiraums zwischen zwei Verbindungspartnern erfolgen.

Beispielsweise handelt es sich bei einer stoffschlüssigen Verbindung um eine van-der-Waals-Verbindung . Es ist ferner möglich, dass es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Klebeverbindung und/oder eine Schmelzverbindung handelt. Beispielsweise kann eine stoffschlüssige Verbindung

insbesondere nicht zerstörungsfrei lösbar sein. Mit anderen Worten, die Verbindungspartner können nur unter Verwendung eines chemischen Lösungsmittels und/oder durch Zerstörung getrennt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Konversionselements umfasst dieses die folgenden Schritte:

A) Bereitstellen eines ersten Deckkörpers mit einer ersten Verbindungsfläche und eines zweiten Deckkörpers,

B) Einbringen zumindest einer Kavität in den ersten

Deckkörper an der ersten Verbindungsfläche,

C) Befüllen der zumindest einen Kavität mit einer Füllmasse, die ein Konversionsmaterial umfasst,

D) Aufbringen des zweiten Deckkörpers an der ersten

Verbindungsfläche des ersten Deckkörpers, E) Stoffschlüssiges Verbinden des ersten Deckkörpers und des zweiten Deckkörpers.

Bevorzugt werden die angegebenen Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Wasserdampf-Transmissionsrate in die Kavität und/oder in die Füllmasse höchstens 1 x 10 ^~ 3 g/m^/Tag, bevorzugt

höchstens 3 x lO-^ g/m^/Tag. Mit anderen Worten, die Kavität ist nach außen hermetisch abgedichtet. Damit sind auch

Füllmasse und/oder das Konversionsmaterial nach außen

hermetisch abgedichtet. Hierzu kann die Füllmasse vollständig von dem Material des ersten und/oder des zweiten Deckkörpers umschlossen sein. Bevorzugt weisen das Material des ersten Deckkörpers, das Material des zweiten Deckkörpers und ein möglicherweise vorhandenes stoffschlüssig verbindendes

Material zwischen dem ersten Deckkörper und dem zweiten

Deckkörper eine Wasserdampf-Transmissionsrate von höchstens 1 x 10 ^~ 3 g/m^/Tag, bevorzugt höchstens 3 x 10-^ g/m^/Tag, auf.

Bei der vorliegenden Erfindung wird insbesondere die Idee verfolgt, ein Konversionselement mit einem hermetisch

abgedichteten empfindlichen Konversionsmaterial zur Verfügung zu stellen. Bei dem empfindlichen Konversionsmaterial kann es sich beispielsweise um wellenlängenkonvertierende

Quantenpunkte und/oder ein organisches Konversionsmaterial handeln . Bei solchen empfindlichen Konversionsmaterialien ergibt sich das Problem, dass diese durch ein Eindringen von Luft

und/oder Feuchtigkeit aus der Umgebung in das

Konversionsmaterial beziehungsweise in die Füllmasse zerstört werden können. Insbesondere können die

wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften, wie beispielsweise die Effizienz der Wellenlängenkonversion, des

Konversionsmaterials verschlechtert werden. Durch das

Einfüllen einer das Konversionsmaterial umfassenden Füllmasse in eine hermetisch abgedichtete Kavität kann ein Eindringen von Luft und/oder Feuchtigkeit in die Füllmasse und damit eine Zerstörung der wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften des Konversionsmaterials vermieden werden. Hierdurch kann die Lebensdauer des Konversionselements, und insbesondere die Lebensdauer des Konversionsmaterials, erhöht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Kavität eine Tiefe auf, die wenigstens 10 %, bevorzugt wenigstens 20 %, der Dicke des ersten Deckkörpers entspricht. Die Tiefe der Kavität kann hierbei höchstens 90 %, bevorzugt höchstens 70 % und besonders bevorzugt höchstens 50 %, der Dicke des ersten Deckkörpers entsprechen. Die Tiefe der

Kavität ist hierbei durch die reduzierte Dicke des ersten Deckkörpers im Bereich der Kavität gegeben. Insbesondere entspricht die Tiefe der Kavität dem Punkt, an dem der

Deckkörper die geringste Dicke aufweist. Mit anderen Worten, die Kavität ist eine Vertiefung, die in den ersten Deckkörper eingebracht ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Konversionsmaterial wellenlängenkonvertierende

Quantenpunkte oder besteht aus wellenlängenkonvertierenden Quantenpunkten. Bei wellenlängenkonvertierenden

Quantenpunkten handelt es sich um ein empfindliches

Konversionsmaterial. Bevorzugt handelt es sich bei den

Quantenpunkten um Nanopartikel , das heißt Teilchen mit einer Größe im Nanometer-Bereich . Die Quantenpunkte umfassen einen Halbleiterkern, der wellenlängenkonvertierende Eigenschaften aufweist. Der Halbleiterkern kann beispielsweise mit CDSE, CDS, EANS und/oder ENP gebildet sein. Der Halbleiterkern kann von mehreren Schichten ummantelt sein. Mit anderen Worten, der Halbleiterkern kann an dessen Außenflächen vollständig oder nahezu vollständig von weiteren Schichten bedeckt sein.

Eine erste ummantelnde Schicht eines Quantenpunkts ist beispielsweise mit einem anorganischen Material, wie

beispielsweise ZNS, CDS und/oder CDSE, gebildet und dient der Erzeugung des Quantenpunkt-Potenzials. Die erste ummantelnde Schicht und der Halbleiterkern werden von zumindest einer zweiten ummantelnden Schicht an der freiliegenden Außenfläche nahezu vollständig umschlossen. Die zweite Schicht kann beispielsweise mit einem organischen Material, wie

beispielsweise Cystamin oder Cystein, gebildet sein und dient mitunter der Verbesserung der Löslichkeit der Quantenpunkte in beispielsweise einem Matrixmaterial und/oder einem

Lösungsmittel. Hierbei ist es möglich, dass aufgrund der zweiten ummantelnden Schicht eine räumlich gleichmäßige

Verteilung der Quantenpunkte in einem Matrixmaterial

verbessert wird.

Hierbei ergibt sich das Problem, dass die zweite ummantelnde Schicht des Quantenpunkts bei Kontakt mit Luft oxidieren und damit zerstört werden könnte, wodurch die Löslichkeit der Quantenpunkte reduziert werden würde. Dies würde dann

beispielsweise zu einem Agglomerieren der Quantenpunkte, also zu einer Klumpen-Bildung, im Matrixmaterial führen. Im Fall einer Klumpen-Bildung würden sich die Quantenpunkte im

Matrixmaterial zu nahe kommen und die Anregungsenergien könnten strahlungslos zwischen den Quantenpunkten ausgetauscht werden. Dies hätte einen Effizienzverlust bei der Wellenlängenkonversion zur Folge.

Die Zerstörung der zweiten ummantelnden Schicht kann durch die hermetische Abdichtung der Quantenpunkte von der das

Konversionselement umgebenden Luft verhindert werden. Diese hermetische Abdichtung erfolgt vorliegend über die

Stoffschlüssige Verbindung der beiden Deckkörper. Alternativ oder zusätzlich zu Quantenpunkten als

Konversionsmaterial kann das Konversionselement ein

organisches Konversionsmaterial beinhalten. Beispielsweise handelt es sich bei dem organischen Konversionsmaterial um organische Farbstoffe. Solche organischen Farbstoffe sind beispielsweise auch aus der deutschen

Veröffentlichungsschrift DE 10 2007 049 005 AI bekannt, deren Offenbarungsgehalt diesbezüglich durch Rückbezug aufgenommen wird . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Befüllen der Kavität in Schritt C) derart, dass die

Deckfläche der Füllmasse bündig mit der ersten

Verbindungsfläche des ersten Deckkörpers abschließt und der zweite Deckkörper nach dem Verbinden der beiden Deckkörper in Schritt E) in direktem Kontakt mit der Deckfläche steht. Mit anderen Worten, die Kavität wird bevorzugt vollständig mit der Füllmasse ausgefüllt, wobei die Füllmasse die Kavität in vertikaler Richtung nicht überragt. Falls die Füllmasse ausgehärtet wird, ist es möglich, dass die Füllmasse die Kavität vor dem Aushärten vertikal überragt oder unterragt und der bündige Abschluss der Füllmasse erst nach dem

Aushärten ausgebildet ist. Durch das vollständige Ausfüllen kann bei dem Verbinden der zwei Deckkörper in Schritt E) ein direkter Kontakt zwischen der zweiten Verbindungsfläche des zweiten Deckkörpers und der Deckfläche der Füllmasse

entstehen. Hierdurch kann ein Einschluss von Luft in der Kavität verhindert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Verbinden des ersten Deckkörpers und des zweiten

Deckkörpers in Schritt E) mittels Ansprengen und/oder

Kaltverschweißen. Beim Ansprengen werden zwei glatte, ebene Oberflächen, in diesem Fall die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche, nur durch deren molekulare Anziehungskräfte verbunden. Insbesondere müssen die

Verbindungsflächen hierzu frei von Staub, Fett und/oder sonstigen Verschmutzungen sein. Insbesondere bilden sich durch das Ansprengen und/oder das Kaltverschweißen van-der- Wals-Kräfte zwischen dem ersten Deckkörper und dem zweiten Deckkörper aus. Hierdurch kann eine Stoffschlüssige

Verbindung, die frei von einem Verbindungsmittel, wie beispielsweise einem Kleber, ist, zwischen dem ersten

Deckkörper und dem zweiten Deckkörper bereitgestellt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche vor dem Aufbringen des zweiten Deckkörpers auf den ersten Deckkörper in Schritt D) mit einem Lösungsmittel behandelt. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise Tetrachlorethen und/oder Aceton zum Einsatz. Durch die Behandlung mit einem Lösungsmittel können die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche insbesondere gereinigt werden und somit glatte und schmutzfreie Verbindungsflächen

bereitgestellt werden. Dies ermöglicht die Verbindung der beiden Deckkörper mittels Ansprengen. Alternativ oder zusätzlich werden der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper nach dem Aufbringen in Schritt D) auf eine Temperatur von typischerweise 23 °C erwärmt und/oder mit Ultraschall-Strahlung bestrahlt. Insbesondere beträgt die Temperatur wenigstens 21 °C, bevorzugt wenigstens 22 °C, und höchstens 25 °C, bevorzugt höchstens 24 °C. Ferner kann die Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft wenigstens 45 % und höchstens 55 % betragen. Diese Behandlung der beiden

Deckkörper verstärkt mitunter die Ausbildung von verbindenden van-der-Waals-Kräften zwischen den beiden Verbindungsflächen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Aufbringen des zweiten Deckkörpers auf den ersten

Deckkörper in Schritt D) bei einem Umgebungsdruck von

wenigstens 10 ^-3 p _a ^ bevorzugt wenigstens 10 ^-2 p _{a unc} }

besonders bevorzugt höchstens 10 ^~ 1 Pa, und höchstens 10^ Pa, bevorzugt höchstens 10 ³ Pa und besonders bevorzugt höchstens 10 ² Pa. Durch das Zusammenfügen unter Unterdruck

beziehungsweise Vakuum ist es insbesondere möglich, die beiden Deckkörper unter Verwendung von Kaltverschweißen und/oder Ansprengen zu verbinden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Vielzahl, also zumindest zwei, von lateral zueinander beabstandeter Kavitäten in den ersten Deckkörper eingebracht, wobei zumindest eine der Vielzahl von Kavitäten frei von der Füllmasse bleibt. Nach der Beendigung des

Herstellungsverfahrens weist das Konversionselement dann mehrere Kavitäten auf, von denen zumindest eine frei von der Füllmasse ist. Die zumindest eine Kavität, die frei von der

Füllmasse ist, kann mit Luft und/oder einem Gas gefüllt sein. Die mit Luft gefüllte Kavität eignet sich beispielsweise zur Streuung von Streulicht weg von einer Hauptabstrahlrichtung eines das Konversionselement mit der Vielzahl von Kavitäten aufweisenden optoelektronischen Bauelements. Es ist ferner möglich, dass die Kavitäten in dem Konversionselement vereinzelt werden. Hierdurch können mehrere

Konversionselemente bereitgestellt werden, von denen

zumindest eines zumindest eine Kavität aufweist, die keine Füllmasse enthält.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Verbinden des ersten Deckkörpers und des zweiten

Deckkörpers in Schritt E) unter Ausschluss eines

Verbindungsmaterials, insbesondere eines Klebstoffes. Die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche sind dann frei von einem Verbindungsmaterial. Insbesondere grenzen die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche nach dem Verbinden des ersten Deckkörpers und des zweiten Deckkörpers direkt aneinander. Die Verbindung ist dann beispielsweise nur über atomare und/oder molekulare Kräfte zwischen der ersten Verbindungsfläche und der zweiten

Verbindungsfläche gegeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Verbinden in Schritt E) durch Laserverschweißen mit einem gepulsten Laserstrahl. Bei dem gepulsten Laserstrahl kann es sich beispielsweise um einen Pico- oder um einen

Femtosekundenlaserstrahl handeln. Die Verbindung zwischen dem ersten Deckkörper und dem zweiten Deckkörper kann somit alternativ oder zusätzlich zu dem Ansprengen und/oder

Kaltverschweißen durch ein Verschmelzen mit dem Laserstrahl erfolgen. Hierdurch kann beispielsweise eine Schweißnaht entstehen, die die Füllmasse lateral zumindest stellenweise umschließt. Insbesondere kann die Füllmasse lateral

vollständig von der Schweißnaht umschlossen sein.

Es wird ferner ein Konversionselement angegeben. Das

Konversionselement ist bevorzugt mit einem hier beschriebenen Verfahren herstellbar. Mit anderen Worten, sämtliche für das Verfahren offenbarten Merkmale sind auch für das

Konversionselement offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konversionselements weist dieses den ersten Deckkörper mit der ersten

Verbindungsfläche und den zweiten Deckkörper mit der dem ersten Deckkörper zugewandten zweiten Verbindungsfläche auf. Der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper sind

Stoffschlüssig miteinander verbunden. Bevorzugt weisen der erste Deckkörper und der zweite Deckkörper ähnliche laterale Ausdehnungen auf. Die maximale Ausdehnung des

Konversionselements entlang der lateralen Richtungen kann dann insbesondere durch die maximale Ausdehnung des ersten Deckkörpers und des zweiten Deckkörpers entlang der lateralen Richtungen gegeben sein.

In den ersten Deckkörper ist an der ersten Verbindungsfläche die Kavität eingebracht, in die die Füllmasse mit dem

Konversionsmaterial eingebracht ist. In vertikaler Richtung sind die Kavität und/oder die Füllmasse von dem ersten

Deckkörper und dem zweiten Deckkörper umschlossen. In

lateraler Richtung ist die Kavität ebenfalls durch den ersten Deckkörper und den zweiten Deckkörper umschlossen. Bevorzugt sind die Kavität und/oder die Füllmasse vollständig von dem ersten und dem zweiten Deckkörper umschlossen und durch diese nach außen hermetisch abgedichtet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konversionselements ist zwischen dem ersten Deckkörper und dem zweiten Deckkörper eine Schweißnaht angeordnet, die die Füllmasse rahmenartig umschließt. Insbesondere wird die Füllmasse lateral

vollständig von der Schweißnaht umschlossen. "Rahmenartig umschließen" bedeutet hierbei und im Folgenden, dass die Schweißnaht die Füllmasse lateral vollständig umgibt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konversionselements weist die Füllmasse eine Dicke auf, die wenigstens ein 10 %, bevorzugt wenigstens 20 %, und höchstens 90 %, bevorzugt höchstens 80 % und besonders bevorzugt höchstens 50 %, der Dicke des ersten Deckkörpers entspricht. Die Dicke der

Füllmasse beziehungsweise die Dicke des ersten Deckkörpers sind hierbei jeweils die Ausdehnungen der Füllmasse

beziehungsweise des ersten Deckkörpers in vertikaler

Richtung .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konversionselements ist eine Vielzahl von Kavitäten in dem ersten Deckkörper vorhanden, wobei zumindest eine der Vielzahl von Kavitäten frei von der Füllmasse ist. Diese zumindest eine Kavität, die frei von der Füllmasse ist, kann beispielsweise mit Luft und/oder einem Gas gefüllt sein. Insbesondere enthält die zumindest eine Kavität, die frei von der Füllmasse ist, kein Konversionsmaterial .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konversionselements grenzen die erste Verbindungsfläche und die zweite

Verbindungsfläche direkt aneinander und sind frei von einem

Verbindungsmaterial. Bevorzugt grenzen sämtliche Bereiche der ersten Verbindungsfläche und der zweiten Verbindungsfläche, die frei von der Füllmasse und/oder der Kavität sind, direkt aneinander. In dem Bereich der Füllmasse kann die zweite Verbindungsfläche direkt an die Deckfläche der Füllmasse angrenzen. Mit anderen Worten, zwischen der Füllmasse und dem zweiten Deckkörper ist bevorzugt kein luft- und/oder

gasgefüllter Freiraum angeordnet.

Es wird ferner ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Bei dem optoelektronischen Bauelement kann es sich um ein lichtemittierendes Bauelement, das organische und/oder anorganische Materialien zur Lichterzeugung umfasst, handeln. Beispielsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um eine organische oder um eine anorganische

Leuchtdiode. Das optoelektronische Bauelement umfasst ein hier beschriebenes Konversionselement. Sämtliche für das Konversionselement und das Verfahren offenbarten Merkmale sind somit auch für das optoelektronische Bauelement

offenbart und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements umfasst dieses zumindest ein Konversionselement. Ferner umfasst das optoelektronische Bauelement zumindest ein lichtemittierendes Bauteil. Das lichtemittierende Bauteil weist eine Lichtaustrittsfläche auf. Die Lichtaustrittsfläche ist insbesondere zur Auskopplung des in dem

lichtemittierenden Bauteil erzeugten Lichts vorgesehen. Bei dem lichtemittierenden Bauteil kann es sich insbesondere um ein Leuchtdiodenbauteil handeln.

Insbesondere ist es möglich, dass es sich bei dem

lichtemittierenden Bauteil um ein so genanntes

"Halbleiterchip in a Frame"-Bauteil handelt. Ein solches Bauteil ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2012 215 524 AI beschrieben, dessen Offenbarungsgehalt diesbezüglich rückbezüglich aufgenommen wird. Insbesondere weist ein

"Halbleiterchip in a Frame"-Bauteil einen Formkörper auf, der beispielsweise mit einem Silikon- und/oder einem Epoxidharz gebildet sein kann. Solche Materialien haben den Nachteil, dass sie nicht hermetisch dicht ausgebildet sind und somit Luft und/oder Feuchtigkeit durch den Formkörper dringen können. In dem Fall, dass ein nicht hermetisch abgedichtetes Konversionselement bei einem solchen "Halbleiterchip in a Frame"-Bauteil verwendet wird, kann es somit bei der

Verwendung eines empfindlichen Konversionsmaterials zur

Zerstörung des Konversionsmaterials kommen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist dieses eine lichtdurchlässige

Verbindungsschicht auf. Bei der lichtdurchlässigen

Verbindungsschicht kann es sich um eine KlebstoffSchicht , die beispielsweise mit einem Silikon gebildet ist, handeln. Die lichtdurchlässige Verbindungsschicht bedeckt das Bauteil an seiner die Lichtaustrittsfläche aufweisenden Seite

vollständig .

Ferner grenzt eine Außenfläche des Konversionselements direkt an eine dem Bauteil abgewandte Fügefläche der

Verbindungsschicht. Bei der Außenfläche des

Konversionselements kann es sich beispielsweise um eine der ersten Verbindungsfläche abgewandte erste Bodenfläche des ersten Deckkörpers oder um eine der zweiten Verbindungsfläche abgewandte zweite Bodenfläche des zweiten Deckkörpers

handeln. Das Konversionselement ist somit dem Bauteil an dessen Lichtaustrittsfläche nachgeordnet. Mit anderen Worten, Licht, das aus dem Bauteil ausgekoppelt wird, kann in die Füllmasse eingekoppelt werden und in dieser durch das

Konversionsmaterial konvertiert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements umfasst dieses zumindest ein Konversionselement, zumindest ein lichtemittierendes Bauteil mit einer

Lichtaustrittsfläche und eine lichtdurchlässige

Verbindungsschicht, wobei die Verbindungsschicht das Bauteil an seiner die Lichtaustrittsfläche aufweisenden Seite

vollständig bedeckt und eine Außenfläche des

Konversionselements direkt an eine dem Bauteil abgewandte Fügefläche der Verbindungsschicht angrenzt

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der erste Deckkörper des

Konversionselements zumindest eine erste Kavität und

zumindest eine lateral zur ersten Kavität beabstandete zweite Kavität auf. In die zumindest eine erste Kavität ist die Füllmasse eingebracht. Die zumindest eine zweite Kavität ist mit Luft und/oder einem Gas gefüllt. Die zweite Kavität ist somit frei von der Füllmasse.

Die Füllmasse der ersten Kavität und/oder die erste Kavität sind der Lichtaustrittsfläche direkt nachgeordnet.

Insbesondere ist die Füllmasse der Lichtaustrittsfläche in einer Hauptabstrahlrichtung des lichtemittierenden Bauteils direkt nachgeordnet. Mit anderen Worten, wenigstens 80 %, bevorzugt wenigstens 90 %, des von dem lichtemittierenden Bauteil in Richtung des Konversionselements emittierten

Lichts wird in die Füllmasse eingekoppelt. Ferner überdeckt die Füllmasse die Lichtaustrittsfläche vollständig.

Insbesondere überdeckt die Füllmasse die Lichtaustrittsfläche in einer Aufsicht aus der vertikalen Richtung vollständig. Dies ermöglicht die effiziente Einkopplung von durch das lichtemittierende Bauteil erzeugten Lichts in die Füllmasse des Konversionselements.

Die zweite Kavität ist lateral beabstandet von dem

lichtemittierenden Bauteil angeordnet. Bevorzugt ist der laterale Abstand zum Bauteil so groß, dass höchstens 5 %, bevorzugt höchstens 2 %, des von dem lichtemittierenden

Bauteil direkt in Richtung des Konversionselements

emittierten, also nicht gestreuten und/oder reflektierten, Lichts in die zweite Kavität gelangt. Es ist jedoch möglich, dass Streulicht in die zweite Kavität eingekoppelt wird.

Durch die Brechung an den Grenzflächen zwischen dem Material des ersten Deckkörpers, dem Gas und/oder der Luft in der zweiten Kavität und/oder dem Material des zweiten Deckkörpers wird insbesondere ein Streulinseneffekt erzielt. Hierdurch kann Streulicht von der Hauptabstrahlrichtung weggebrochen werden und somit ein optoelektronisches Bauelement mit einer gerichteten Abstrahlcharakteristik bereitgestellt werden. Im Folgenden werden das hier beschriebene Verfahren zur

Herstellung eines Konversionselements, das hier beschriebene Konversionselement und das hier beschriebene

optoelektronische Bauelement anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.

Die Figuren 1A bis IC zeigen ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Konversionselements sowie ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Konversionselements anhand schematischer Schnittdarstellungen.

Die Figuren 2A, 2B, 3A, 3B, 4 zeigen Ausführungsbeispiele

eines hier beschriebenen Konversionselements sowie eines hier beschriebenen optoelektronischen

Bauelements anhand schematischer

Schnittdarstellungen . Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende 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 zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 1A ist ein erster Verfahrensschritt eines hier beschriebenen

Verfahrens zur Herstellung eines Konversionselements näher erläutert. In dem dargestellten Verfahrensschritt wird ein erster Deckkörper 1 mit einer ersten Verbindungsfläche la bereitgestellt. Bei dem ersten Deckkörper 1 kann es sich beispielsweise um ein Glasplättchen handeln.

In den ersten Deckkörper 1 ist an der ersten

Verbindungsfläche la eine Kavität 10 eingebracht. Bei der Kavität 10 handelt es sich vorliegend um eine in den ersten Deckkörper 1 eingebrachte Ausnehmung. An ihren Seitenflächen 10b ist die Kavität 10 von dem Material des ersten

Deckkörpers 1 umschlossen. Beispielsweise wurde die Kavität 10 unter Verwendung einer Walz- und/oder einer Ätztechnik in den ersten Deckkörper 1 eingebracht. In dem Bereich der Kavität 10 weist der erste Deckkörper 1 eine um die Tiefe der Kavität 10 reduzierte Dicke auf.

Außerhalb der Kavität 10 weist der erste Deckkörper 1 eine erste Dicke ld auf. Die Tiefe der Kavität 10 kann beispielsweise wenigstens 10 %, bevorzugt wenigstens 20 %, der ersten Dicke ld des ersten Deckkörpers 1 entsprechen.

Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 1B ist ein weiterer Verfahrensschritt eines hier beschriebenen

Verfahrens näher erläutert. In dem dargestellten

Verfahrensschritt wird die Kavität 10 mit einer Füllmasse 30 befüllt. Die Füllmasse 30 enthält ein Konversionsmaterial 31, bei dem es sich beispielsweise um wellenlängenkonvertierende Quantenpunkte und/oder ein wellenlängenkonvertierendes organisches Konversionsmaterial handeln kann. Nach dem

Befüllen der Kavität 10 wird die Füllmasse 30 ausgehärtet.

Insbesondere kann die Füllmasse 30 die Kavität 10 vollständig ausfüllen. Hierbei ist es möglich, dass die dem ersten

Deckkörper 1 abgewandte Deckfläche 30a der Füllmasse 30 falls anwendbar nach dem Aushärten bündig mit der ersten Verbindungsfläche la abschließt. Mit anderen Worten, die Verbindungsfläche la und die Deckfläche 30a bilden gemeinsam eine ebene Fläche.

Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur IC sind ein letzter Verfahrensschritt eines hier beschriebenen

Verfahrens zur Herstellung eines Konversionselements 3 sowie ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen

Konversionselements 3 näher erläutert. In dem dargestellten Verfahrensschritt wird an der die erste Verbindungsfläche la aufweisenden Seite des ersten Deckkörpers 1 ein zweiter

Deckkörper 2 mit einer dem ersten Deckkörper 1 zugewandten zweiten Verbindungsfläche 2a angebracht und stoffschlüssig mit dem ersten Deckkörper 1 verbunden. Bei dem zweiten

Deckkörper 2 kann es sich ebenfalls um ein Glasplättchen handeln . Das Verbinden der beiden Deckkörper 1, 2 erfolgt beispielsweise durch Ansprengen, Kaltschweißen und/oder

Laserverschweißen. Durch Ansprengen und/oder Kaltverschweißen bildet sich eine atomare und/oder molekulare Verbindung 122 zwischen der ersten Verbindungsfläche la und der zweiten Verbindungsfläche 2a aus. Die atomare und/oder molekulare Verbindung 122 stellt hierbei eine Mischung der Materialien der beiden Deckkörper 1, 2 dar und ist somit Teil der beiden Deckkörper 1, 2. Insbesondere grenzen die beiden

Verbindungsflächen la, 2a an der Stelle der Verbindung 122 direkt aneinander an und bilden die Verbindung 122 aus.

Zusätzlich kann bei der Anwendung eines Laserverschweißens eine Schweißnaht 121 entstehen. Die Schweißnaht 121 umgibt die Kavität 10 und/oder die Füllmasse 30 rahmenartig.

Der in der Figur IC dargestellte letzte Verfahrensschritt resultiert in einem Konversionselement 3 mit den bereits beschriebenen Komponenten. Der erste Deckkörper 1, der zweite Deckkörper 2 und die mit der Füllmasse 30 befüllte Kavität 10 bilden dann gemeinsam das Konversionselement 3. Die mit der Füllmasse 30 befüllte Kavität 10 des Konversionselements 3 kann hierbei hermetisch durch den ersten Deckkörper 1 und den zweiten Deckkörper 2 nach außen abgedichtet sein. Bevorzugt steht die Deckfläche 30a der Füllmasse 30 in direktem Kontakt mit der zweiten Verbindungsfläche 2a des zweiten Deckkörpers 2.

Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 2A ist ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauelement mit einem hier beschriebenen Konversionselement 3 näher

erläutert. Das optoelektronische Bauelement weist ein

lichtemittierendes Bauteil 4 mit einem lichtemittierenden Halbleiterchip 40, bei dem es sich zum Beispiel um einen organischen oder anorganischen Leuchtdiodenchip handeln kann, und einem Gehäuse 41 auf. Bei dem Gehäuse 41 handelt es sich beispielsweise um ein lichtreflektierendes Bauteil, das mit einem Kunststoff gebildet sein kann. Der lichtemittierende Halbleiterchip 40 ist in eine Ausnehmung 411 des Gehäuses 41 eingebracht .

An einer dem Gehäuse 41 abgewandten Lichtaustrittsfläche 4a des lichtemittierenden Halbleiterchips 40 ist eine

lichtdurchlässige Verbindungsschicht 5 angebracht. Die

Verbindungsschicht 5 kann beispielsweise mit einem Silikon oder einem lichtdurchlässigen Klebstoff gebildet sein. Die Verbindungsschicht 5 bedeckt sämtliche die

Lichtdurchtrittsfläche 4a aufweisenden Außenflächen des

Bauteils 4 vollständig.

Die der Füllmasse 30 abgewandte erste Bodenfläche lc des ersten Deckkörpers 1 grenzt direkt an eine der

Lichtaustrittsfläche 4a abgewandte Fügefläche 5a der

Verbindungsschicht 5 an. Mit anderen Worten, das

Konversionselement 3 ist mittels der Verbindungsschicht 5 auf das lichtemittierende Bauteil 4 aufgeklebt. Insbesondere ist das Konversionselement 3 an der Lichtaustrittsfläche 4a des Bauteils 4 angeklebt. Hierbei ist es alternativ möglich

(anders als in der Figur 2A gezeigt) , dass das

Konversionselement 3 an der der ersten Bodenfläche lc

abgewandten zweiten Bodenfläche 2c des zweiten Deckkörpers 2 an der Lichtaustrittsfläche 4a aufgeklebt ist. Die erste Bodenfläche lc ist dann dem lichtemittierenden Halbleiterchip 40 abgewandt. Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 2B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements mit einem hier beschriebenen Konversionselement 3 näher erläutert. Das gezeigte

Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der Figur 2a dadurch, dass das Konversionselement 3 auf den Gehäusekörper 41 aufgebracht ist. In der Ausnehmung 411 des Gehäusekörpers 41 ist die Verbindungsschicht 5 angebracht. Die

Verbindungsschicht 5 füllt die Ausnehmung 411 bevorzugt vollständig aus. Das Konversionselement 3 steht dann

stellenweise in direktem Kontakt mit einer dem

lichtemittierenden Halbleiterchip 40 abgewandten

Gehäusedeckfläche 41a. Insbesondere überdeckt das

Konversionselement 3 die Ausnehmung 411 vollständig.

Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements mit einem hier beschriebenen Konversionselement 3 näher erläutert. Der dargestellte

Schnitt erfolgt hierbei entlang einer Verbindungslinie A-A' . Das optoelektronische Bauelement der Figur 3A umfasst ein lichtemittierendes Bauteil 4, das vorliegend als sogenanntes "Halbleiterchip in a Frame"-Bauteil ausgeführt ist. Das optoelektronische Bauelement umfasst ein

lichtemittierendes Bauteil 4 mit einem Substrat 44 und einem auf dem Substrat 44 aufgebrachten lichtemittierenden

Halbleiterchip 40. Ferner weist das lichtemittierende Bauteil 4 einen Formkörper 42 auf, der den lichtemittierenden

Halbleiterchip 40 lateral umschließt und zumindest

stellenweise in direktem Kontakt mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip 40 steht. Der Formkörper 42 kann beispielsweise mit einem Epoxidharz oder einem Silikonharz gebildet sein.

Zudem weist das lichtemittierende Bauteil 4 Anschlussstellen 43 auf, die der elektrischen Kontaktierung des

lichtemittierenden Halbleiterchips 40 dienen. Die

Anschlussstellen 43 stehen zumindest stellenweise in direktem Kontakt mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip 40. Ferner bedecken die Anschlussstellen 43 den Formkörper 42 und das Substrat 44 zumindest stellenweise. Hierbei ist es möglich, dass sich zumindest eine Anschlussstelle 43 in vertikaler Richtung durch den Formkörper 42 hindurch erstreckt.

Hierdurch wird eine direkte elektrische Kontaktierung besagter zumindest einer Anschlussstelle 43 an einer der Verbindungsschicht 5 abgewandten Grundfläche 4c des

lichtemittierenden Bauteils 4 ermöglicht.

Das optoelektronische Bauelement der Figur 3A weist ferner die Verbindungsschicht 5 auf, die das lichtemittierende Bauteil 4 an seiner die Lichtaustrittsfläche 4a aufweisenden Seite vollständig bedeckt. Die Verbindungsschicht 5 kann hierbei zumindest stellenweise in direktem Kontakt mit der Lichtaustrittsfläche 4a, dem Formkörper 42 und den

Anschlussstellen 43 stehen.

An die dem Bauteil 4 abgewandte Fügefläche 5a der

Verbindungsschicht 5 grenzt das Konversionselement 3 an. Die Füllmasse 30 des Konversionselements 3 weist hierbei

bevorzugt wenigstens die lateralen Ausdehnungen des

Halbleiterchips 40 auf. Mit anderen Worten, die Füllmasse 30 bedeckt den Halbleiterchip 40 in einer Aufsicht aus der vertikalen Richtung vollständig. Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements näher erläutert. Die Figur 3B zeigt das Bauelement der Figur 3A in einer Aufsicht von oben auf das Konversionselement 3. Der in der Figur 3A

dargestellte Schnitt erfolgte entlang der Verbindungslinie A- A' .

Die Füllmasse 30 ist in der Aufsicht rechtecksartig

ausgebildet und weist eine Aussparung 431 auf. Die Aussparung 431 kann beispielsweise während des Herstellungsverfahrens bereits bei der Erzeugung der Kavität 10 ausgelassen worden sein. Beispielsweise kann in der Aussparung 431 eine

elektrische Kontaktierung des lichtemittierenden

Halbleiterchips 40 mit einem Bonddraht erfolgen. Die

Füllmasse 30 ist ferner lateral vollständig von einer

Schweißnaht 121 umschlossen. Die beiden Deckkörper 1, 2 weisen lateral eine größere Ausdehnung als die Füllmasse 30 auf .

Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements näher erläutert. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Bauelemente gemäß der Figur 3A verbunden. Die Bauelemente können an der

dargestellten Trennungslinie 6 vereinzelt werden. Das

Konversionselement 3 weist eine Vielzahl von Kavitäten 10, 10' auf. Die ersten Kavitäten 10 sind hierbei mit der

Füllmasse 30 befüllt. Zumindest eine zweite Kavität 10' ist nicht mit der Füllmasse 30 befüllt. Dieser zweiten Kavität

10' ist kein Halbleiterchip 40 zugeordnet. Die zweite Kavität 10' befindet sich in der Peripherie der lichtemittierenden Halbleiterchips 40. Mit anderen Worten, der zweiten Kavität 10' ist kein lichtemittierender Halbleiterchip 40 zugeordnet. Hierbei kann lediglich Streulicht und/oder Strahlung mit einem großen Öffnungswinkel in die zweite Kavität 10' gelangen. Die zweite Kavität 10' kann dann die Funktion einer Zerstreuungslinse aufweisen und beispielsweise Streulicht von dem Halbleiterchip 40 von einer Hauptabstrahlrichtung weg lenken. Hierdurch kann die Abstrahlcharakteristik des

optoelektronischen Bauelements verbessert werden. 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.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102014116778.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 erster Deckkörper

la erste Verbindungsfläche

lc erste Bodenfläche

ld erste Dicke

2 zweiter Deckkörper

2a zweite Verbindungsfläche

2c zweite Bodenfläche

10, 10' Kavität

10b Seitenflächen der Kavität

121 Schweißnaht

122 Verbindung

3 Konversionselement

30a Deckfläche

30 Füllmasse

31 Konversionsmaterial

4 lichtemittierendes Bauteil

4a Lichtaustrittsfläche

4c Grundfläche

40 Iichtemittierender Halbleiterchip

41 Gehäuse

41a Gehäusedeckfläche

411 Ausnehmung

42 Formkörper

43 Anschlüsse

431 Aussparung

44 Substrat

5 VerbindungsSchicht

5a Fügefläche

6 Vereinzelungslinie