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1. (WO2018158124) OPTOELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT
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Beschreibung

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements.

Optoelektronische Bauelemente, wie beispielsweise

Leuchtdioden (LEDs) , erfordern für viele Anwendungen direktes oder fokussiertes Licht, beispielsweise für

Bühnenbeleuchtungen oder Autoscheinwerfer . Für derartige Anwendungen ist es wichtig, dass die optoelektronischen

Bauelemente eine hohe Leuchtdichte aufweisen.

Viele optoelektronische Bauelemente weisen neben einer

Halbleiterschichtenfolge auch ein Konversionselement auf. Das Konversionselement ist dazu eingerichtet, das von der

Halbleiterschichtenfolge emittierte Licht, insbesondere Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Spektralbereich, in Licht einer anderen, meist längeren, Wellenlänge zu

konvertieren. Die Konversion erfolgt durch zumindest ein Konversionsmaterial. Für viele Anwendungen soll möglichst viel Licht aus einer definierten Emissionsfläche austreten, damit das Licht über Optiken beispielsweise auf eine

bestimmte Fläche gerichtet werden kann. Mit anderen Worten soll das Bauelement eine möglichst hohe Leuchtdichte

besitzen. Es können Konversionselemente häufig in Form von Plättchen ausgeformt und auf die Halbleiterschichtenfolge mittels eines Klebers aufgebracht werden. Optional werden die Plättchen mit einem weiteren Material umschlossen,

beispielsweise mit einem Silikon gefüllt mit T1O2 Partikeln, damit kein Licht seitlich aus dem Chip bzw.

Konversionselement austritt sondern die Lichtaustrittsfläche durch die Oberfläche des Konversionselements definiert wird.

In herkömmlichen optoelektronischen Bauelementen beschränken oft die Konversionselemente die maximale Stromdichte der LED und damit die maximale Leuchtdichte. Insbesondere für

Anwendungen mit einem hohen Farbwiedergabeindex (CRI), beispielsweise für ein warmweiß emittierendes

optoelektronisches Bauelement mit einer Farbtemperatur von beispielsweise 3200 K ist es erforderlich, eine Kombination eines grün und rot emittierenden Konversionsmaterials in dem Konversionselement zu vereinen. Bisher ist es allerdings nicht gelungen, Konversionselemente bereitzustellen, die einen hohen Farbwiedergabeindex (CRI) für warmweißes Licht bei hohen Stromdichten des optoelektronischen Bauelements, beispielsweise bei mehr als 1 A/mm2, aufweisen, und einen stabilen Betrieb bei den dabei auftretenden Temperaturen ermöglichen .

Bisher sind Konversionselemente bekannt, die beispielsweise ein Matrixmaterial aus Polymer, wie Silikon, aufweisen, in dem das Konversionsmaterial bzw. die Konversionsmaterialien eingebettet sind. Diese Konversionselemente weisen allerdings eine geringe thermische Stabilität auf.

Des Weiteren sind Konversionskeramiken bekannt. Allerdings sind diese Konversionskeramiken dahingehend beschränkt, dass oft nur ein Typ von Konversionsmaterial verwendet werden kann. Eine Kombination von verschiedenen Typen von

Konversionsmaterialien in den Konversionskeramiken ist in der Regel nicht möglich, da die Konversionskeramiken in der Regel bei Temperaturen von mehr als 1400 °C hergestellt werden und verschiedene Typen von Konversionsmaterialien, beispielsweise Granat- und Nitridbasierte Leuchtstoffe, miteinander

reagieren würden, wodurch sich die optischen Eigenschaften wie Emissionsspektrum oder Quanteneffizienz ändern können. Es ist daher nicht möglich, Konversionskeramiken mit einem hohen Farbwiedergabeindex für kalt- oder warmweißes Licht zu erzeugen .

Ferner ist es prinzipiell möglich, Konversionsmaterialien in Glas als Matrixmaterial einzubetten. Hier besteht die

Herausforderung, ein geeignetes Glasmaterial zu finden, das stabil gegen Feuchtigkeit und Strahlung ist, und in das sich das Konversionsmaterial ohne permanente Schädigung einbetten lässt .

Die hier beschriebenen herkömmlichen Konversionselemente weisen den Nachteil auf, dass diese relativ dick ausgeformt werden müssen, um eine gewisse mechanische Stabilität für das beispielsweise nachfolgende Handling zu gewährleisten. In der Regel weisen diese eine Schichtdicke von mindestens 100 ym auf. Dies hat den Nachteil, dass die Wärmeabführung im

Vergleich zu dünneren Konversionselementen deutlich reduziert ist. Die Wärmeabführung ist allerdings sehr wichtig für

Hochleistungsanwendungen, weil große Mengen an Wärme während des Betriebs des optoelektronischen Bauelementes infolge der Stokes-Wärme oder des Verlustes durch die Quanteneffizienz des Konversionselements von kleiner 100 % oder durch

Absorptionsverluste erzeugt werden.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden und ein verbessertes

optoelektronisches Bauelement anzugeben. Insbesondere soll das optoelektronische Bauelement stabil gegenüber hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und Strahlung sein. Ferner ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements bereitzustellen, das ein optoelektronisches Bauelement mit verbesserten Eigenschaften herstellt.

Diese Aufgaben werden durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte

Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ferner werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung eines

optoelektronischen Bauelements gemäß dem Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand des abhängigen Anspruchs 17.

In zumindest einer Ausführungsform weist das

optoelektronische Bauelement eine Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge weist einen aktiven Bereich auf. Der aktive Bereich ist zumindest über eine

Hauptstrahlungsaustrittsfläche im Betrieb dazu eingerichtet, Strahlung zu emittieren. Das Bauelement weist ein

Konversionselement auf. Insbesondere können ein

Konversionselement und die Halbleiterschichtenfolge direkt miteinander verbunden sein. Das Konversionselement ist freitragend. Das Konversionselement ist im Strahlengang der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Das Konversionselement weist ein Substrat auf. Das Konversionselement weist eine erste Schicht auf. Die erste Schicht ist insbesondere auf dem Substrat angeordnet. Insbesondere ist die erste Schicht der Halbleiterschichtenfolge nachgeordnet, wobei das Substrat der ersten Schicht nachgeordnet ist. Alternativ kann das Substrat der Halbleiterschichtenfolge nachgeordnet sein, wobei die erste Schicht dem Substrat nachgeordnet ist. Die erste

Schicht weist zumindest ein Konversionsmaterial auf. Die erste Schicht weist eine Glasmatrix auf. Das

Konversionsmaterial ist in der Glasmatrix eingebettet. Die Glasmatrix weist einen Anteil von 50 Vol.-% bis 80 Vol.-% (berechnet ohne Poren) in der ersten Schicht auf. Das

Substrat ist frei von der Glasmatrix und dem

Konversionsmaterial. Das Substrat ist zur mechanischen

Stabilisierung der ersten Schicht eingerichtet. Die erste Schicht weist eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 200 ym auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

optoelektronische Bauelement eine Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial . "Auf ein

Nitridverbindungshalbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein III-Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise InxAlyGa]_-x-yN, umfasst, wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche

Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen

physikalischen Eigenschaften des InxAlyGa]__x_yN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (In, AI, Ga, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.

Das optoelektronische Bauelement beinhaltet einen aktiven Bereich mit mindestens einem pn-Übergang und/oder mit einer oder mit mehreren Quantentopfstrukturen . Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements wird in dem aktiven Bereich eine elektromagnetische Strahlung erzeugt. Eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenmaximum der Strahlung liegt bevorzugt im ultravioletten und/oder sichtbaren Bereich, insbesondere bei Wellenlängen zwischen einschließlich 380 nm und 680 nm, zum Beispiel zwischen einschließlich 430 nm und 470 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um eine Leuchtdiode, kurz LED, oder eine Laserdiode. Das Bauelement ist dazu eingerichtet, Strahlung mit einer dominanten Wellenlänge aus dem UV, blauen, grünen, gelben, orangen, roten und/oder nahen IR-Spektralbereich zu emittieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

optoelektronische Bauelement ein Konversionselement auf. Das Konversionselement ist dazu eingerichtet, die von der

Halbleiterschichtenfolge emittierte Strahlung zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung umzuwandeln. Insbesondere weist die Sekundärstrahlung eine andere, meist längere, Wellenlänge als die Wellenlänge der von der

Halbleiterschichtenfolge emittierten Strahlung auf.

Das Konversionselement ist freitragend ausgeformt. Mit freitragend wird hier und im Folgenden bezeichnet, dass das Konversionselement sich selbst trägt und keine weiteren

Elemente zur Stützung erforderlich sind. Das

Konversionselement kann im sogenannten Pick-and-Place-Prozess ohne weitere Stützung auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konversionselement ein Substrat auf. Bei dem Substrat kann es sich um Glas, Glaskeramik, Saphir oder eine transparente oder transluzente Keramik handeln. Vorzugsweise ist das Substrat Glas oder Saphir. Als Glas kann beispielsweise

Borosilikatglas , wie beispielsweise D263, D263T oder D263TECO von der Firma Schott oder beispielsweise ein Alumosilikatglas wie beispielsweise AS87 eco von der Firma Schott verwendet werden. Alternativ können auch glasartige Materialien, polykristallines Aluminiumoxid oder andere transparente oder transluzente Materialien verwendet werden. Vorzugsweise sollte das Substrat eine gute Stabilität gegenüber Feuchte, Strahlung und/oder hohen Temperaturen aufweisen. Gute

Stabilität gegenüber Feuchtigkeit bedeutet beispielsweise, dass sich nach einem Feuchtetest bei 85 °C und 85% relativer Luftfeuchtigkeit nach 1000 Stunden keine signifikanten

Änderungen der mechanischen und optischen Eigenschaften ergeben, beispielsweise sollte sich keine Trübung oder

Verfärbung zeigen, sich die Transmission um weniger als 1% des Startwerts ändern und sich keine Aufwachsungen wie

Kristalle auf der Oberfläche befinden. Gleiches gilt auch bezüglich Stabilität gegenüber Strahlung (beispielsweise bei Bestrahlung mit blauem Licht mit 3 W/mm2 für 1000 h) und Temperatur (beispielsweise 150 °C für 1000 h) .

Das Substrat kann mittels eines Klebers auf die

Hauptstrahlungsaustrittsfläche der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht werden. Vorzugsweise wird jedoch die erste

Schicht auf der Hauptstrahlungsaustrittsfläche der

Halbleiterschichtenfolge, insbesondere mittels eines Klebers, aufgebracht, da dadurch die entstehende Wärme besser aus der ersten Schicht abgeführt werden kann.

Das Substrat kann weitere Beschichtungen aufweisen, die zur Verbesserung der Stabilität, beispielsweise gegenüber

Feuchte, beitragen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Substrat strukturiert. Die Strukturierung kann mittels eines Lasers, durch Aufbringen von Mikrolinsen auf der Oberfläche des Substrats oder durch Aufbringen von photonischen

Kristallgittern auf der Oberfläche erzeugt werden. Die

Oberfläche des Substrates kann modifiziert werden,

beispielsweise durch Aufrauen, Sandstrahlen, Polieren,

Schleifen, Ätzen oder Nanolithografie . Es kann auch ein

Saphirsubstrat mit spezieller Oberflächenstruktur verwendet werden (PSS, patterned sapphire Substrate) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Substrat eine Auskoppelfolie oder Auskoppelstruktur auf. Dadurch kann die Ein- bzw. Auskopplung von Strahlung erhöht werden und damit die Effizienz des optoelektronischen Bauelements gesteigert werden. Zum anderen kann die Auskoppelfolie oder

Auskoppelstruktur zur Formung des Strahls der von dem

Bauelement emittierten Strahlung dienen und den Strahl in eine bestimmte Richtung lenken.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Substrat eine Beschichtung auf. Die Beschichtung kann beispielsweise eine Streuschicht aufweisen, um die Lichtauskopplung zu erhöhen. Die Beschichtung kann auch eine Verkapselung sein. Die

Verkapselung soll gegen Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Feuchtigkeit, schützen.

Bei Anwendung des Bauelements als Blitzlicht ist es

zusätzlich möglich, die Oberfläche des Substrates derart zu ändern, beispielsweise durch Streuschichten oder durch

Schleifen des Konversionselements, um einen gelblich

erscheinenden optischen Eindruck des Konversionselements oder andersartigen Farbeindruck, der beispielsweise durch die verwendeten Konversionsmaterialien hervorgerufen wird, zu minimieren oder zu vermeiden.

Durch die Bearbeitung, wie beispielsweise Schleifen oder Polieren, kann das Konversionsmaterial und/oder

Matrixmaterial beschädigt werden. Es kann eine weitere

Schutzschicht oder Verkapselung aufgebracht werden um das Konversionsmaterial und/oder Matrixmaterial zu schützen und die Lebensdauer zu erhöhen. Wenn beispielsweise als

Konversionsmaterial ein Leuchtstoff verwendet wird, der beispielsweise eine Schutzschicht auf den Partikeln besitzt um ihn gegenüber Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit, zu schützen, kann durch die Bearbeitung, wie Schleifen oder Polieren, diese Schutzschicht beschädigt werden. Dann kann eine weitere Schutzschicht nach Herstellung des

Konversionsmaterials aufgebracht werden, um die Stabilität zu erhöhen. Die Schutzschicht kann auch nach einem

Vereinzelungsprozess , beispielsweise durch Sägen, aufgebracht werden, um auch die Kanten des Konversionselements zu

schützen. Als Schutzschicht eignen sich beispielsweise aufgedampfte Schichten aus z.B. S1O2 und/oder AI2O3,

insbesondere auch Schichten die mittels Atomlagenabscheidung (ALD, atomic layer deposition) aufgebracht werden, oder auch polymere oder hybridpolymere Schichten beispielsweise aus Ormocer, Polysilazan, Polysiloxan, Silikon, und/oder

Parylene .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Substrat funktionelle Beschichtungen, wie beispielsweise dichroitische Beschichtungen, Interferenzbeschichtungen oder

Antireflexbeschichtungen, auf. Diese Beschichtungen können antireflektierende Eigenschaften oder Filtereigenschaften aufweisen. Zudem kann das Substrat einen dielektrischen

Rückreflektor auf der Oberfläche aufweisen, der der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche gegenüberliegt und einen Teil der durch das Substrat gelangten Strahlung rückreflektiert, um damit eine homogenere Kantenemission zu erreichen. Das Substrat kann dielektrische Filter aufweisen, die zumindest einen Teil der Strahlung reflektieren und damit eine

Vollkonversion erzielen können. Das Substrat kann

dielektrische Filter aufweisen, die wellenlängenselektiv reflektieren, beispielsweise bevorzugt einen Teil der blauen Primärstrahlung während die Sekundärstrahlung kaum

reflektiert wird, um einen homogeneren Farbort unter

verschiedenen Winkeln zu erzeugen.

Die hier beschriebenen Veränderungen des Substrats können einzeln oder auch in Kombination erfolgen, sodass sowohl die der Hauptstrahlungsaustrittsfläche zugewandte Substratseite als auch die gegenüberliegende Substratseite gleichzeitig oder einzeln verändert werden können.

Die dichroitische Beschichtung kann auf der der ersten

Schicht zugewandten Substratseite aufgebracht sein. Im

Allgemeinen besteht eine dichroitische Beschichtung aus mehreren dünnen Schichten mit Brechungsindexdifferenzen. Hier kann die dichroitische Beschichtung zwei Hauptfunktionen aufweisen, insbesondere wenn sie auf der der ersten Schicht zugewandten Substratseite aufgebracht ist und das Substrat auf die Halbleiterschichtenfolge aufgebracht wird: Sie sorgt zum einen für eine hohe Transmission der eingehenden

Strahlung und zum anderen für eine hohe Reflexion des

umgewandelten Lichts, das aus dem Konversionselements kommt. Beide Effekte erhöhen die Effizienz oder Wirksamkeit. Diese Funktionsweise ist dem Fachmann bekannt und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. Wird die erste Schicht auf der Halbleiterschichtenfolge aufgebracht, dann kann die dichroitische Beschichtung auf der der ersten Schicht

abgewandten Substratseite aufgebracht werden, um die

Reflektionen beim Übergang zwischen Substrat und Luft zu reduzieren .

Die oben beschriebene dichroitische Beschichtung kann

alternativ oder zusätzlich auf einer beliebigen weiteren Außenseite des Substrats und/oder auf dessen Kantenseiten angeordnet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Substrat einen Filter auf, der selektiv Wellenlängen absorbieren kann. Beispielsweise kann das Substratmaterial ein Filterglas sein, beispielsweise ein Kurzpass-, Langpass- oder Bandpassfilter. Dies kann von Vorteil gerade bei einer Anwendung mit

Vollkonversion sein, wenn die erste Schicht auf die

Halbleiterschichtenfolge aufgebracht wird und das Substrat die von der Halbleiterschichtenfolge emittierte und durch die erste Schicht transmittierte Strahlung absorbiert, sodass das von dem Bauelement emittierte Licht nahezu vollständig aus Sekundärstrahlung besteht.

Die hier beschriebenen Oberflächenbehandlungen des Substrats können entsprechend auf die Oberfläche des

Konversionselements angewendet werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konversionselement eine erste Schicht auf. Die erste Schicht kann eine dem Substrat abgewandte Oberfläche aufweisen. Die erste Schicht kann strukturiert sein. Die Strukturierung kann mit den gleichen, wie bereits für das Substrat beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann die erste Schicht poliert, geschliffen, geätzt und/oder beschichtet werden. Dabei ist vorzugsweise die Oberfläche der ersten Schicht glatt ausgeformt. Dies ist von Vorteil wenn die erste Schicht mittels eines Klebers auf die

Halbleiterschichtenfolge aufgebracht wird. Eine glatte

Oberfläche ermöglicht eine dünne Kleberschicht,

beispielsweise mit einer Schichtdicke von 500 nm bis 15 ym, insbesondere von 1 ym bis 10 ym, idealerweise von 2 ym bis 7 ym. Dies ermöglicht eine gute Wärmeabführung von der ersten Schicht über die Kleberschicht zur Halbleiterschichtenfolge, da die Kleberschicht in der Regel eine niedrige thermische Leitfähigkeit aufweist und dadurch insbesondere bei einer dicken Schicht eine Wärmebarriere darstellt, wodurch die Wärmeabführung aus der ersten Schicht begrenzt und die

Temperatur in der ersten Schicht sehr hoch ist, was wiederum aufgrund thermischen Quenchings zu einer geringeren Effizienz der Konversionsmaterialien und damit zu einer niedrigeren Leuchtdichte des Bauelements führen kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Dicke des

Substrats zwischen 50 ym bis 200 ym, bevorzugt zwischen 100 bis 180 ym. Wenn das Substrat auf die

Halbleiterschichtenfolge aufgebracht wird, sollte das

Substrat sehr dünn ausgeführt werden und eine möglichst hohe thermische Leitfähigkeit besitzen, um die Wärmeabfuhr der in dem Konversionselement erzeugten Wärme zu erhöhen. Sie sollte aber auch dick genug sein, damit das Konversionselement freitragend ist und leicht während der Herstellung gehandhabt werden kann.

Insbesondere weist die erste Schicht eine homogene Schichtdicke auf, von maximal 140 ym oder von maximal 130 ym oder von maximal 120 ym oder von maximal 110 ym, besser maximal 100 ym oder vorzugsweise maximal 90 ym oder maximal 80 ym oder maximal 70 ym oder maximal 60 ym oder maximal 50 ym oder maximal 45 ym oder maximal 40 ym oder maximal 35 ym oder maximal 30 ym oder maximal 25 ym oder maximal 20 ym für Teilkonversion ausgeformt ist, idealerweise von 40 ym bis 100 ym. Für Vollkonversion ist die maximale Schichtdicke 250 ym oder maximal 220 ym, besser maximal 200 ym, vorzugsweise maximal 180 ym oder maximal 170 ym oder maximal 160 ym oder maximal 150 ym oder maximal 100 ym oder maximal 90 ym oder maximal 80 ym oder maximal 70 ym oder maximal 60 ym oder maximal 50 ym, idealerweise von 70 ym bis 180 ym.

Homogen meint hier und im Folgenden, dass die Schichtdicke eine maximale Abweichung von 20 %, oder 10 %, oder 5 %, oder 3 %, oder 2 % oder 0,5 % von der mittleren Schichtdicke aufweist .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konversionselement ein Konversionsmaterial auf. Alternativ können auch mehr als ein Konversionsmaterial, beispielsweise mindestens zwei Konversionsmaterialien, in dem

Konversionselement vorhanden sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mindestens zwei verschiedene Konversionsmaterialien in der Glasmatrix

eingebettet .

Das Konversionsmaterial kann aus anorganischen Leuchtstoffen bestehen oder diese aufweisen, die beispielsweise aus

folgender Gruppe oder Kombinationen daraus ausgewählt sein: (Y, Gd, Tb, Lu) 3 (AI, Ga) 5O12 : Ce3+, (Sr, Ca) AIS1N3 : Eu2+, (Sr,Ba,Ca,Mg)2Si5N8:Eu2+, (Ca, Sr, Ba) 2S1O4 : Eu2+, -SiA10 : Eu2+, ß-SiA10N:Eu2+, ( Sr, Ca) S : Eu2 , ( Sr, Ba, Ca) 2 ( Si , AI ) 5 (N, 0) 8 : Eu2+, (Ca, Sr) 8Mg (Si04) 4Cl2:Eu2+, (Sr,Ba) Si2N202 : Eu2+ .

Konversionsmaterialien, beispielsweise Granate, die bei

Prozesstemperaturen von mindestens 550 °C verarbeitet werden können, sind bevorzugt. Das Konversionsmaterial kann

Quantendots umfassen. Das Konversionsmaterial kann zusätzlich oder alternativ sauerstoffhaltiges oder Sauerstofffreies Aluminiumsiliziumnitrid umfassen.

Das Konversionsmaterial kann dazu befähigt sein, die

Strahlung der Halbleiterschichtenfolge vollständig zu

absorbieren und mit längerer Wellenlänge zu emittieren. Mit anderen Worten findet hier eine sogenannte Vollkonversion statt, dass also die Strahlung der Halbleiterschichtenfolge gar nicht oder zu weniger als 5 % an der resultierenden

Gesamtstrahlung beiträgt.

Alternativ ist das Konversionsmaterial dazu befähigt, die Strahlung der Halbleiterschichtenfolge teilweise zu

absorbieren, sodass die aus dem Konversionselement

austretende Gesamtstrahlung sich aus der Strahlung der

Halbleiterschichtenfolge und der konvertierten Strahlung zusammensetzt. Dies kann auch als Teilkonversion bezeichnet werden. Die Gesamtstrahlung kann weißes Mischlicht sein. Das Mischlicht kann warmweiß oder kaltweiß sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schicht eine Schichtdicke zwischen 20 ym und 100 ym für

Teilkonversion auf. Alternativ weißt die erste Schicht eine Schichtdicke zwischen 40 ym bis 200 ym für Vollkonversion auf. Zusätzlich kann das Substrat strukturiert werden,

beispielsweise geschliffen oder poliert werden, um im

Nachhinein die Gesamtdicke des Konversionselements

anzupassen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform können mehr als zwei Konversionsmaterialien in dem Konversionselement vorhanden sein. Damit kann ein Farbort oder der Farbwiedergabeindex optimal angepasst werden. Durch Kombination eines grünen und roten Konversionsmaterials ist es beispielsweise möglich, warmweißes Mischlicht mit einem hohen Farbwiedergabeindex zu erzeugen .

Durch die Verwendung von mindestens zwei

Konversionsmaterialarten kann das Emissionsspektrum

entsprechend angepasst werden und ein gewünschter CRI und R9-Wert erhalten werden. Gewöhnlich weist das

Konversionsmaterial Partikel auf, die eine unterschiedliche Partikelgrößenverteilung aufweisen. Bei Verwendung von mehreren Konversionsmaterialien hat sich herausgestellt, dass die entsprechende Anpassung der Partikelgröße entscheidend sein kann, um eine möglichst dichte Packung zu erzeugen und damit ein kompaktes Konversionselement mit einer guten thermischen Leitfähigkeit zu erhalten. Alternativ können auch Partikel eines Konversionsmaterials mit unterschiedlichen Größen vermischt werden, um eine dichteste Kugelpackung zu erzeugen .

Durch Sedimentation der Konversionsmaterialien kann ein

Schichteffekt erzeugt werden. Dabei kann die unterschiedl Sedimentationsgeschwindigkeit der Konversionsmaterialien ausgenutzt werden. Die unterschiedliche

Sedimentationsgeschwindigkeit resultiert aufgrund der

unterschiedlichen Partikelgröße, Form und/oder Dichte des Konversionsmaterials. Eine derartige Anordnung kann zu einer besseren Wärmeabführung, zu einem reduzierten

Intensitätsquenchen, beispielsweise eines rot emittierenden Konversionsmaterials, oder zu einer Veränderung des CRI oder R9-Wertes führen. Dies kann durch eine unterschiedliche

Reabsorption der Konversionsmaterialien verursacht sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schicht mehrere Teilschichten auf. Mit anderen Worten kann die erste Schicht derart ausgeformt sein , dass die erste Schicht mehrere Konversionsmaterialien aufweist, die in

unterschiedlichen Teilschichten angeordnet sind. Die

Konversionsmaterialien können in gleiche oder

unterschiedliche Glasmatrixmaterialien der jeweiligen

Teilschichten eingebettet sein

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das

Konversionselement aus mehreren Schichten hergestellt, die in Schichtdicke, Kompaktheit, Glasmatrix, Konversionsmaterial, Streuern und/oder Füllstoffen variieren können.

Das Konversionsmaterial kann kugelförmig ausgeformt sein. Damit kann in der ersten Schicht ein hoher Füllgrad an

Konversionsmaterial erreicht werden und damit eine kompakte erste Schicht erzeugt werden. Vorzugsweise ist das

Konversionselement dünn ausgeformt. Das Konversionselement weist eine Streuung auf, die aufgrund eingeschlossener Poren und Brechzahlunterschiede zwischen Glasmatrix,

Konversionsmaterial, und gegebenenfalls Poren, zustande kommt .

Die Kompaktheit der ersten Schicht kann neben den

Komponentenverhältnissen auch bei der Herstellung durch die Wahl geeigneter Prozessparameter , wie Trocknen oder

Ausheizen, oder durch die Kontrolle der Feuchtigkeit oder mittels einer Temperaturrampe eingestellt werden.

Die Kompaktheit der ersten Schicht kann außerdem durch die Größe und Form der Konversionsmaterialien, durch Größe und Form der Glasmatrix falls diese als Pulver vorliegt, sowie durch das Verhältnis zwischen Konversionsmaterial und

Matrixmaterial beeinflusst werden. Eine möglichst kompakte erste Schicht mit möglichst geschlossener Oberfläche ist von Vorteil, falls die erste Schicht mittels Kleber auf die

Halbleiterschichtenfolge aufgebracht wird, damit wenig Kleber in die Poren der ersten Schicht gelangt.

Das Bauelement kann für Bühnenbeleuchtung, Blitzlicht, im

Automobilbereich (beispielsweise für Scheinwerfer, Blinker, Bremslichter) , Lampen, Anzeigen, Endoskop,

Geschäftsbeleuchtung und/oder Stadiumbeleuchtung eingesetzt werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konversionselement Streupartikel oder Füllstoffe auf. Die Streupartikel oder Füllstoffe können beispielsweise

Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Bariumsulfat, Bornitrid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, YAG, Orthosilikat , Zinkoxid oder Zirkoniumdioxid sowie A10N, SiAlON oder Kombinationen oder Derivate davon oder andere keramische als auch glasartige Partikel, Metalloxide oder andere anorganische Partikel sein. Die Streupartikel oder die Füllstoffe können eine unterschiedliche Form aufweisen, beispielsweise kugelförmig, stäbchenförmig oder

scheibenförmig, wobei die Partikelgröße zwischen einigen Nanometer bis zu einigen zehn Mikrometer sein kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

Konversionsmaterial in der Glasmatrix homogen verteilt.

Alternativ kann das Konversionsmaterial in der Glasmatrix einen Konzentrationsgradienten, beispielsweise in Richtung weg von der Halbleiterschichtenfolge eine Erhöhung der

Konzentration des Konversionsmaterials, aufweisen.

Beispielweise können größere Partikel näher zum Substrat hin und kleinere Partikel an der Oberfläche des

Konversionselements, also von der dem Substrat abgewandten Seite, angeordnet sein. Damit kann die Rückstreuung reduziert werden. Insbesondere kann die Rückstreuung des blauen Lichts, also des von der Halbleiterschichtenfolge emittierten Lichts, reduziert werden. Damit wird der Anteil der blauen Strahlung, der zurück auf die Halbleiterschichtenfolge trifft,

reduziert. Dies kann einen Effizienzvorteil bieten, da in der Regel ein Teil des Lichts in der Halbleiterschichtenfolge bzw. an angrenzenden Schichten, wie beispielsweise einer Verspiegelung, absorbiert wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konversionselement Oberflächen auf, die geglättet oder planarisiert sind. Dies kann beispielsweise durch Schleifen oder Polieren erfolgen. Damit kann beispielsweise die

Schichtdicke der Kleberschicht, welche das Konversionselement und die Halbleiterschichtenfolge verbindet, reduziert werden und eine bessere thermische Anbindung erzeugt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

Konversionsmaterial als Partikel ausgeformt, wobei die

Partikel des Konversionsmaterials eine Größenverteilung und einen mittleren Durchmesser aufweisen. Der mittlere

Durchmesser (d50 Wert) kann zwischen 0,5 ym und 50 ym liegen, bevorzugt zwischen 2 ym und 40 ym, insbesondere zwischen 3 ym und 25 ym. Zudem können verschiedene Konversionsmaterialien vorhanden sein, die unterschiedliche Emissionsspektren aufweisen.

Der Polier-, Schleif- und/oder Strukturierschritt kann die Partikel des Konversionsmaterials anschleifen und damit schädigen. Daher können nach dieser Strukturierung und/oder dem Polieren bzw. Schleifen eine Schutzschicht oder eine Verkapselung aufgebracht werden, um die Stabilität der

Konversionsmaterialien zu erhöhen. Wenn beispielsweise als Konversionsmaterial ein Leuchtstoff verwendet wird, der beispielsweise eine Schutzschicht auf den Partikeln besitzt um ihn gegenüber Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit zu

schützen, kann durch die Bearbeitung wie Schleifen oder

Polieren diese Schutzschicht beschädigt werden. Dann kann eine weitere Schutzschicht nach Herstellung des

Konversionsmaterials aufgebracht werden um die Stabilität zu erhöhen. Die Schutzschicht kann auch nach einem

Vereinzelungsprozess , beispielsweise durch Sägen, aufgebracht werden, um auch die Kanten des Konversionselements zu

schützen. Als Schutzschicht eignen sich beispielsweise aufgedampfte Schichten aus z.B. S1O2 und/oder AI2O3,

insbesondere auch Schichten die mittels Atomlagenabscheidung (ALD, atomic layer deposition) aufgebracht werden, oder auch polymere oder hybridpolymere Schichten beispielsweise aus Ormocer, Polysilazan, Polysiloxan, Silikon, und/oder

Parylene .

Das Konversionselement kann eine gewisse Porosität aufweisen. In die Poren kann ein Material, beispielsweise ein Polymer, wie Silikon oder Polysilazan, oder generell ein Material, das eine geringe Lichtabsorption im Wellenlängenbereich der Anregungswellenlänge oder des konvertierten Lichts aufweist, eingebracht werden.

Es kann zusätzlich eine Beschichtung auf dem

Konversionselement aufgebracht werden, um die Poren des

Konversionselements zu schließen. Die Beschichtung kann das gleiche Material, wie die Glasmatrix der ersten Schicht, aufweisen. Die Beschichtung kann zudem einen Füllstoff aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Kanten des Konversionselements beschichtet werden, beispielsweise mittels Molding oder Casting. Dazu kann beispielsweise

Silikon mit Titandioxidpartikel an den Kanten des

Konversionselements angebracht werden.

Zwischen dem Substrat und der ersten Schicht können weitere Schichten angeordnet sein, beispielsweise Schutzschichten, die das Substrat vor einem harten Konversionsmaterial

schützen können, um zu vermeiden dass das Substrat bei der Beschichtung beschädigt wird und sich beispielsweise Kratzer, Risse, oder Mikrorisse bilden. Eine Schutzschicht kann beispielsweise aus Aluminiumoxid oder Siliziumdioxid sein.

Die laterale Ausdehnung des Konversionselements kann

beispielsweise 1 mm x 1 mm oder ungefähr 1,3 mm x 1,5 mm. Im Prinzip sind aber auch andere Dimensionen möglich. Die

Gesamtdicke des Konversionselements kann zwischen 30 ym und 2 mm, bevorzugt zwischen 50 ym und 500 ym, besonders bevorzugt zwischen 100 ym und 250 ym liegen.

Zudem kann das Konversionselement Bereiche aufweisen, in denen Aussparungen vorliegen, um beispielsweise beim

Anbringen des Konversionselements auf der

Halbleiterschichtenfolge ein Bondpad freizulassen, über das die Halbleiterschichtenfolge elektrisch kontaktiert wird.. Dieser Bereich kann nachträglich erzeugt werden. Das Erzeugen kann mechanisch, beispielsweise durch Sägen oder

Laserschneiden erfolgen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind lateral

strukturierte Schichten erzeugt, die in Bezug auf Dicke, Kompaktheit, Matrixmaterial, Konversionsmaterial, Streuer und Füllstoff variieren können. Damit können beispielsweise lateral nebeneinander angeordnet verschiedene erste Schichten mit jeweils unterschiedlichen Konversionsmaterialien und/oder Glasmatrizen verwendet werden, die über einer oder mehreren Halbleiterschichtenfolgen angeordnet sind. Dies kann

beispielsweise von Vorteil sein, wenn Konversionsmaterialien verwendet werden, die nicht gemeinsam in eine Glasmatrix eingebracht werden, ohne dass zumindest eins der

Konversionsmaterialien beschädigt wird, sondern für jedes Konversionsmaterial eine eigene geeignete Glasmatrix

verwendet werden muss.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann nach dem

Aufbringen des Konversionselements auf die

Hauptstrahlungsaustrittsfläche das Substrat entfernt werden. Das Entfernen kann beispielsweise mittels Liftoff erfolgen oder durch andere Prozesse, beispielsweise durch chemisches Auflösen oder durch einen mechanischen oder thermischen

Abtrag. Alternativ kann statt Liftoff auch eine Opferschicht zwischen Substrat und erster Schicht verwendet werden, wobei die Opferschicht beispielsweise chemisch, thermisch, oder durch Strahlung derart modifiziert wird, dass eine Entfernung des Substrats möglich ist.

Das Konversionselement kann auch substratfrei ausgeformt sein. Damit ist hier gemeint, dass das Substrat nach dem Aufbringen auf die Halbleiterschichtenfolge entfernt wird. Bei dem nachträglichen Entfernen des Substrats können sehr dünne Konversionselemente hergestellt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schicht eine Glasmatrix auf. Die Glasmatrix weist vorzugsweise einen Anteil von 50 bis 80 Vol.-% in der ersten Schicht auf. Die Glasmatrix weist eine gute Feuchtestabilität auf. Gut meint hier insbesondere, dass die Matrix nach einem Lagerungstest bei 85 °C und 85% relativer Luftfeuchtigkeit nach 1000 Stunden keine signifikanten Änderungen der mechanischen und optischen Eigenschaften zeigt, beispielsweise sollte sich keine Trübung oder Verfärbung zeigen, sich die Transmission um weniger als 1% des Startwerts ändern und sich keine

Aufwachsungen wie Kristalle auf der Oberfläche befinden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anteil der Glasmatrix in der ersten Schicht größer als 0 Vol.-% und kleiner als 100 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 50 und 80 Vol.-% (Grenzen mit eingeschlossen) , beispielsweise 40 oder 45

Vol . - 50 oder 51 Vol . - 52 oder 53 Vol.- 54 oder 55

Vol . - 56 oder 57 Vol . - 58 oder 59 Vol.- 60 oder 61

Vol . - 62 oder 63 Vol . - 64 oder 65 Vol.- 66 oder 67

Vol . - 68 oder 70 Vol . - 71 oder 72 Vol.- 73 oder 74

Vol . - 75 oder 76 Vol . - 77 oder 78 Vol.- 79 oder 80

Vol . - 81 oder 82 Vol . - 83 oder 84 Vol.- 85 oder 86

Vol . - 90 oder 95 Vol . - . Der Anteil des

Konversionsmaterials in der ersten Schicht kann zwischen 0 Vol.-% und 100 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 20 und 50 Vol. %, beispielsweise 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 38, 40, 45, 4 oder 50 Vol.-% sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schicht eine Schichtdicke von < 200 ym auf. Vorzugsweise ist die Schichtdicke -S 150 ym oder < 100 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Schichtdicke der ersten Schicht maximal 200 ym für Vollkonversion oder maximal 150 ym für Teilkonversion.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Substrat eine höhere Erweichungstemperatur als die Erweichungstemperatur der Glasmatrix auf. Dadurch kann die als Dispersion

aufgebrachte erste Schicht eingebrannt, versintert und/oder verglast werden, ohne dass das Substrat sich verformt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix Telluritglas , ein Silikatglas, ein Alumosilikatglas , ein Boratglas, ein Borosilikatglas oder ein Phosphatglas

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Substrat zwischen der Hauptstrahlungsaustrittsfläche und der ersten Schicht angeordnet. Zwischen dem Substrat und der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche kann eine Schicht,

beispielsweise eine Kleberschicht, zusätzlich angeordnet sein. Alternativ kann das Substrat direkt auf der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche aufgebracht sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist bevorzugt die erste Schicht zwischen Hauptstrahlungsaustrittsfläche und dem

Substrat angeordnet. Diese Anordnung ist von Vorteil, weil die bei Betrieb in der ersten Schicht erzeugte Wärme näher an der Halbleiterschichtenfolge, die mit einer Wärmesenke verbunden ist, entsteht und dadurch besser abgeführt werden kann. Zwischen dem Substrat und der

Hauptstrahlungsaustrittsflache kann eine Schicht, beispielsweise eine Kleberschicht, zusätzlich angeordnet sein .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schicht eine dem Substrat abgewandte Oberfläche auf. Die Oberfläche ist vorzugsweise oberflächenbehandelt. Mit

oberflächenbehandelt wird hier insbesondere verstanden, dass die Oberfläche geglättet ist. Das Glätten kann beispielsweise durch Polieren, Schleifen, Ätzen oder allgemeine

Strukturierung oder Beschichtung erfolgen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das freitragende Konversionselement mittels eines Klebers auf der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche angeordnet. Der Kleber kann anorganisch oder organisch sein. Beispielsweise ist der

Kleber ein Silikon. Mit Hauptstrahlungsaustrittsfläche ist die Fläche der Halbleiterschichtenfolge gemeint, die der Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge senkrecht angeordnet ist und dem Konversionselement zugewandt ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Kleber ein Silikon und das freitragende Konversionselement frei von dem Silikon .

Der Kleber kann zudem das gleiche Glasmatrixmaterial wie die hier beschriebene Glasmatrixmaterialien für das

Konversionselement sein, falls das Glasmatrixmaterial bei einer Temperatur erweicht, bei der das optoelektronische Bauteil, beispielsweise die Halbleiterschichtenfolge, thermisch noch nicht dauerhaft geschädigt wird. Der Kleber kann ein Sol-Gel-Material , wie Aluminiumphosphat,

modifiziertes Monoaluminiumphosphat , Monoaluminiumphosphat oder Wasserglas, ein niedrigschmelzendes Glas oder ein

Polymer sein. Der Kleber kann Füllstoffe aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix oxidisch und weist zumindest eines der folgenden Materialien auf: Bleioxid, Bismutoxid, Boroxid, Siliziumdioxid,

Phosphorpentoxid, Aluminiumoxid, Tellurdioxid oder Zinkoxid oder umfasst diese. Vorzugsweise weist die Glasmatrix

Zinkoxid auf. Vorzugsweise ist die Glasmatrix frei von

Bleioxid. Die hier beschriebenen Materialien können einzeln oder in Kombination in der Glasmatrix vorhanden sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Glasmatrix Zinkoxid (ZnO) , Bortrioxid (B2O3) und Siliziumdioxid (S1O2) oder besteht daraus.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Glasmatrix Zinkoxid auf, zumindest einen Glasbildner und einen

Netzwerkwandler oder ein Zwischenoxid. Der Glasbildner kann beispielsweise Borsäure, Siliziumdioxid, Phosphorpentoxid, Germaniumdioxid, Bismutoxid, Bleioxid und/oder Tellurdioxid sein. Der Netzwerkwandler oder das Zwischenoxid kann aus der folgenden Gruppe oder Kombinationen daraus ausgewählt sein: Erdalkalioxid, Alkalioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Tellurdioxid, Wolframoxid,

Molybdänoxid, Antimonoxid, Silberoxid, Zinnoxid, Oxide der Seltenen Erde.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix ein Telluritglas .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Glasmatrix einen Anteil von mindestens 60 Vol.-% in der ersten Schicht auf .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

optoelektronische Bauelement eine Kleberschicht auf. Die Kleberschicht ist vorzugsweise zwischen dem

Konversionselement und der Hauptstrahlungsaustrittsfläche angeordnet. Die Kleberschicht weist eine Dicke von 500 nm bis 50 ym, vorzugsweise zwischen 500 nm bis 5 ym, auf. Dabei sollte die Kleberschicht möglichst dünn ausgeformt sein, beispielsweise 500nm, 1 ym, 2 ym, 3 ym, 4 ym oder 5 ym, um eine gute Wärmeabfuhr zu erreichen. Das Kleben kann mittels eines anorganischen oder organischen Klebers, vorzugsweise mit der dem Substrat abgewandten Seite, erfolgen.

Vorzugsweise ist das Substrat transmissiv ausgeformt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

Konversionselement anorganisch. Mit anderen Worten weist das Konversionselement nur anorganische Bestandteile auf und ist frei von organischen Materialien. Beispielsweise weist das Konversionselement kein Silikon auf.

Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Kombination einer hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge und einem

Konversionselement vorteilhafte Eigenschaften erzeugt werden können. Das Konversionselement umfasst oder besteht aus einem oder mehreren Konversionsmaterialien, die in einer Glasmatrix eingebettet sind. Das Konversionsmaterial und die Glasmatrix bilden die erste Schicht, die auf einem Substrat angeordnet ist. Das Konversionselement kann sehr dünne Schichten

aufweisen und mit dem Konversionsmaterial hoch gefüllt sein. Mit anderen Worten wird die erste Schicht auf dem Substrat appliziert, wobei die Glasmatrix bei niedriger Viskosität verarbeitet werden kann und deshalb dünner und höher mit dem Konversionsmaterial befüllt werden kann als ein bei einem ohne Substrat ausgeformten Konversionselement. Bei einem ohne Substrat vorhandenen Konversionselement würde hier aufgrund der Oberflächenspannung die Form verlorengehen, wenn die Glasmatrix zu niedrig viskos wird. Das Konversionselement weist Streuung durch Poren und/oder Brechungszahlunterschiede auf, die leichter variiert und eingestellt werden kann als bei anderen anorganischen Matrixmaterialien, da bei der

Glasmatrix eine gewisse Restporosität erhalten bleibt. Mit anderen Worten ist die Glasmatrix porenarm, aber in der Regel nie ganz porenfrei. Die Oberfläche des Konversionselements ist weitestgehend geschlossen und relativ glatt. Das Substrat und das Matrixmaterial weisen eine gute Feuchtstabilität auf.

Durch die hier verwendeten optoelektronischen Bauelemente ergeben sich zahlreiche Vorteile:

Es kann ein optoelektronisches Bauelement mit einem hohen Farbwiedergabeindex bei signifikant höherem Betriebsstrom bereitgestellt werden verglichen mit Konversionselementen, die Silikon als Matrixmaterial aufweisen. Es können

Hochleistungswarmweiße und -kaltweiße optoelektronische

Bauelemente zur Verfügung gestellt werden. Zudem können die optoelektronischen Bauelemente für andere Farborte oder für Vollkonversionsanwendungen eingesetzt werden. Die Anpassung des Farborts und des Farbwiedergabeindex der emittierenden Strahlung für Hochleistungsanwendungen, die in der Regel nicht üblich sind und beispielsweise bei keramischen

Konvertern nicht möglich ist, kann hier erfolgen. Eine höhere Leuchtdichte sowie höherer Lichtstrom pro Chipfläche verglichen mit optoelektronischen Bauelementen, die Silikon als Matrixmaterialien aufweisen, kann mit den hier beschriebenen Bauelementen zur Verfügung gestellt werden. Eine höhere Betriebsleistung durch die bessere Wärmeabführung kann im Vergleich zu organischen Matrixmaterialien, wie

Silikon, verwendet werden. Zudem können diese

optoelektronischen Bauelemente bei höheren

Betriebstemperaturen betrieben werden, verglichen mit

Bauelementen mit Silikon als Matrixmaterial, da herkömmliche Bauelemente mit Silikon als Matrixmaterial bereits bei 160 bis 180 °C degradieren. Zudem können mehrere

optoelektronische Bauelemente gleichzeitig hergestellt werden. Das senkt die Produktionskosten und -zeit.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Substrat mit einem thermischen Expansionskoeffizienten derart verwendet, dass das Konversionselement nur einen geringen Verzug, vorzugsweise keinen Verzug nach dem Verglasungsvorgang während der Herstellung durch Temperaturänderung aufweist. Das Vereinzeln kann mittels Sägen, Ritzen und Brechen oder mit verschiedenen Lasertrennverfahren, wie z.B.

Lasersublimationsschneiden oder „Stealth Dicing", erfolgen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements. Dabei wird vorzugsweise mit dem Verfahren das hier beschriebene optoelektronische Bauelement hergestellt. Dabei gelten alle Definitionen und Ausführungen für das optoelektronische Bauelement auch für das Verfahren und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements die Schritte auf :

A) Bereitstellen einer Halbleiterschichtenfolge mit einem aktiven Bereich, der zumindest über eine

Hauptstrahlungsaustrittsflache in Betrieb Strahlung

emittiert,

B) Aufbringen eines Konversionselements zumindest auf die Hauptstrahlungsaustrittsflache, das freitragend ist und vor dem Aufbringen wie folgt hergestellt wird:

Bl) Mischung von zumindest einem Konversionsmaterial und einem Glaspulver und gegebenenfalls weiteren Stoffen wie Lösemittel und Binder zur Erzeugung einer Dispersion,

B2) Aufbringen der Dispersion auf ein Substrat zur Erzeugung einer ersten Schicht,

B3) Trocknen der ersten Schicht bei mindestens 75 °C,

B4) Erhitzen des Substrats und der ersten Schicht auf eine Temperatur die mindestens so hoch ist wie die Temperatur, bei der die Glasmatrix der ersten Schicht eine Viskosität von 105 dPa*s (Fließpunkt) besitzt, wobei die Temperatur größer als 350 °C ist, und

B5) gegebenenfalls Behandeln einer dem Substrat abgewandten Oberfläche der ersten Schicht.

Dispersion meint hier ein heterogenes Mischen von mindestens zwei Komponenten. Das Mischen kann beispielsweise per Hand oder mittels Speedmixer oder Dreiwalzwerk oder Rollenbock erfolgen .

Dispersion beinhaltet hier auch eine Paste oder Suspension aus einem Konversionsmaterialpulver und einem

Glasmatrixpulver in einem Lösungsmittel. Zusätzlich können noch Binder (z.B. Polypropylencarbonat , Cellulose) oder andere Zusätze enthalten sein. Beispielsweise kann ein

Dispergator (z.B. Ammoniumpolymethacrylat ) oder ein

Plastifizierer (z.B. Propylencarbonat ) vorhanden sein.

Der Schritt B5 kann optional erfolgen. Das Behandeln im

Schritt B5 kann beispielsweise ein Glätten sein. Das Glätten kann durch Polieren oder Schleifen erfolgen. Vorzugsweise wird der Schritt B5 durchgeführt, wenn die erste Schicht der Hauptstrahlungsaustrittsfläche zugewandt ist, denn da kann eine Glättung oder ein Behandeln der Oberfläche der ersten Schicht von Vorteil sein, um die Kleberschicht möglichst dünn auszuformen und damit eine bessere Wärmeabfuhr zu erreichen. Die Behandlung der Oberfläche der ersten Schicht kann aber auch durch Aufbringen einer weiteren Beschichtung, wie beispielsweise einer Antireflexbeschichtung, erfolgen. Die im Schritt B4 beschriebene Temperatur liegt vorzugsweise über 350°C.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt Schritt B2 mittels Rakeln, Siebdruck, Schablonendruck, Foliengießen, Spin Coating, Dispensen oder Sprühbeschichtung .

Verglichen mit Konversionselementen, die ein Silikon als Matrixmaterial aufweisen, weisen die hier beschriebenen

Konversionselemente eine hohe thermische Leitfähigkeit auf, eine bessere Temperaturstabilität und eine höhere Stabilität gegenüber Strahlung. Das Konversionselement weist eine bessere Wärmeabfuhr speziell mit derartigen Schichtdicken der Konversionselemente auf verglichen mit Konversionselementen mit Silikon als Matrix. Zudem kann die Streuung durch

Anpassung des Brechungsindexes besser gesteuert werden als mit Silikon als Matrixmaterial. Beispielsweise kann die

Streuung verringert werden, indem der Brechzahlunterschied zwischen der Glasmatrix der ersten Schicht und dem

Konversionsmaterial verringert wird, beispielsweise auf einen Brechzahlunterschied von <0,3 oder < 0,2 oder < 0,15 oder < 0,1.

Die hier beschriebenen Konversionselemente können im

Vergleich zu herkömmlichen Konversionselementen viel dünner und mit einem höheren Füllgrad an dem Konversionsmaterial ausgeformt werden. Zusätzlich weist das Konversionselement ein Substrat auf, um eine ausreichende mechanische Stabilität zu gewährleisten. Dies ermöglicht ein leichtes mechanisches

Handhaben während des Aufbringens des Konversionselements auf die Hauptstrahlungsaustrittsfläche . Das Substrat ist

vorzugsweise transmissiv (transparent oder transluzent) ausgeformt. Vorzugsweise ist die erste Schicht auf der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche aufgebracht. Dies ist für eine gute Wärmeabführung zur Halbleiterschichtenfolge von Vorteil und dient damit als Wärmesenke.

Das Konversionselement kann beispielsweise mittels Rakeln, Siebdruck, Schablonendruck, Dispensen, Sprühbeschichtung, Foliengießen, Spin Coating, elektrophoretischem Abscheiden oder anderer Methoden oder Kombinationen derartiger Methoden auf das Substrat aufgebracht werden.

Das Bauelement kann für Bühnenbeleuchtung, Blitzlicht, im

Automobilbereich, Lampen, Anzeigen, Bremslichter, Endoskop, Geschäftsbeleuchtung und/oder Stadionbeleuchtung eingesetzt werden .

Es können mehrere Bauelemente gleichzeitig hergestellt werden. Dies kann beispielsweise durch eine Beschichtung eines größeren Substrats und anschließendem Vereinzeln dieses Substrats zur Erzeugung mehrerer optoelektronischer

Bauelemente oder Konversionselemente erfolgen. Das Vereinzeln kann beispielsweise mittels Sägens, Ritzen und Brechen oder mit verschiedenen Lasertrennverfahren, wie z.B.

Lasersublimationsschneiden oder „Stealth Dicing", erfolgen. Dadurch können die Homogenität, die Ausbeute und die

Produktionskosten verbessert bzw. reduziert werden.

Wenn das Substrat eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist es möglich, das Konversionselement auch substratseitig mittels eines Klebers auf die Hauptstrahlungsaustrittsfläche aufzubringen. Aufgrund der guten thermischen Leitfähigkeit wirkt das Substrat hier nicht als Wärmebarriere.

Es kann eine weitere Schutzschicht oder Verkapselung

aufgebracht werden um das Konversionsmaterial und/oder

Matrixmaterial zu schützen und die Lebensdauer zu erhöhen. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn durch eine Bearbeitung, wie beispielsweise Schleifen oder Polieren, das Konversionsmaterial und/oder Matrixmaterial beschädigt wurde. Wenn beispielsweise als Konversionsmaterial ein Leuchtstoff verwendet wird, der beispielsweise eine Schutzschicht auf den Partikeln besitzt, um ihn gegenüber Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit, zu schützen, kann durch die Bearbeitung wie Schleifen oder Polieren diese Schutzschicht beschädigt werden. Dann kann eine weitere Schutzschicht nach Herstellung des Konversionsmaterials aufgebracht werden, um die

Stabilität zu erhöhen. Die Schutzschicht kann auch nach einem Vereinzelungsprozess , beispielsweise durch Sägen, aufgebracht werden, um auch die Kanten des Konversionselements zu

schützen. Als Schutzschicht eignen sich beispielsweise aufgedampfte Schichten aus z.B. S1O2 und/oder AI2O3,

insbesondere auch Schichten die mittels Atomlagenabscheidung (ALD, atomic layer deposition) aufgebracht werden, oder auch polymere oder hybridpolymere Schichten beispielsweise aus Ormocer, Polysilazan, Polysiloxan, Silikon, und/oder

Parylene .

Zwischen dem Substrat und der ersten Schicht können weitere Schichten angeordnet sein, beispielsweise Schutzschichten, die das Substrat vor einem harten Konversionsmaterial

schützen können, um zu vermeiden dass das Substrat bei der Beschichtung beschädigt wird und sich beispielsweise Kratzer, Risse, oder Mikrorisse bilden oder als Diffusionsbarriere für beispielsweise Alkalioxid aus dem Substrat dienen. Eine

Schutzschicht kann beispielsweise aus Aluminiumoxid oder Siliziumdioxid sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konversionsmaterial einen Anteil in der ersten Schicht zwischen 0 und 50 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 20 und 50 Vol.-% auf.

Als Glasmatrix können Gläser verwendet werden. Oxidische Gläser sind bevorzugt. Oxidische Gläser können

beispielsweise, aber nicht beschränkt auf diese,

Silikatgläser, Boratgläser, Borosilikatgläser,

Alumosilikatgläser, Phosphatgläser, Telluritgläser oder

Germanatgläser sein. Zudem können auch optische Gläser oder Gläser, die eine niedrige Transformationstemperatur haben, sog. „low Tg" Gläser, verwendet werden.

Als Gläser können beispielsweise Bleioxid-enthaltende Gläser verwendet werden, wie beispielsweise Mischungen aus Bleioxid und Boroxid (PbO-B203) oder Bleioxid und Siliziumdioxid (PbO-Si02) oder Bleioxid, Boroxid und Siliziumdioxid (PbO-B203-Si02) oder Bleioxid, Boroxid, Zinkoxid ( PbO-B203-ZnO) oder Bleioxid, Boroxid und Aluminiumoxid ( PbO-B203-A1203 ) .

Die hier beschriebenen bleioxidhaltigen Gläser können zudem Bismutoxid oder Zinkoxid enthalten. Zudem können diese Gläser beispielsweise Erdalkalioxide, Alkalioxide, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Titandioxid, Hafniumdioxid, Nioboxid,

Tantaloxid, Tellurdioxid, Wolframoxid, Molybdänoxid,

Antimonoxid, Silberoxid, Zinnoxid und/oder andere

Seltenerdoxide enthalten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix frei von Blei oder Bleioxid. Es können beispielsweise Bismutoxid-enthaltende Gläser verwendet werden. Beispielsweise können Gläser verwendet werden, die Bismutoxid und Boroxid (Bi203-B203) oder Bismutoxid, Boroxid, Siliziumdioxid (Bi203-B203-Si02) oder Bismutoxid, Boroxid, Zinkoxid (Bi203-B203-ZnO) oder Bismutoxid, Boroxid, Zinkoxid und Siliziumoxid (Bi203-B203-ZnO-Si02 ) enthalten. Die Bismutoxid-enthaltenden Gläser können zudem andere Glaskomponenten wie beispielsweise

Erdalkalioxide, Alkalioxide, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid,

Titandioxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Tellurdioxid, Wolframoxid, Molybdänoxid, Antimonoxid, Silberoxid, Zinnoxid und/oder andere Seltenerdoxide enthalten.

Alternativ können auch bleioxidfreie Gläser wie Zinkoxid-enthaltende Gläser verwendet werden. Beispielsweise kann als Glasmatrix Zinkoxid und Boroxid (ZnO-B203) oder Zinkoxid, Boroxid und Siliziumdioxid ( ZnO-B203-Si02 ) , Zinkoxid und Phosphorpentoxid (ZnO-P205) oder Zinkoxid, Zinnoxid und

Phosphorpentoxid ( ZnO-SnO-P205 ) oder Zinkoxid und

Tellurdioxid (ZnO-Te02) verwendet werden.

Die zinkoxidhaltigen Gläser können weitere Bestandteile wie beispielsweise Erdalkalioxide, Alkalioxide, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Tellurdioxid, Wolframoxid, Molybdänoxid, Antimonoxid,

Silberoxid, Zinnoxide und/oder andere Seltenerdoxide

enthalten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform hat die Glasmatrix eine Erweichungstemperatur, die vorzugsweise im Bereich von 150 -1000 °C, besser 150-950°C, insbesondere zwischen 200 - 800 °C, idealerweise im Bereich von 300-700 °C oder im Bereich von 350-650 °C, liegt. Bei der Erweichungstemperatur besitzt das Glas eine Viskosität von 107,6 dPa*s wie in der ISO 7884 definiert. Zudem besitzt die Glasmatrix eine Viskosität von 105 dPa*s im Bereich von 150 und 1400 °C, insbesondere im Bereich von 250 - 1200 °C, beispielsweise im Bereich von 250-650°C oder im Bereich von 600-1200°C (Grenzen jeweils

miteingeschlossen) .

Insbesondere ist die obere Temperaturgrenze bei der

Herstellung des Konversionselementes nicht mehr als 1400°C, oder < 1350 °C, oder < 1300 °C, oder < 1250 °C, oder < 1200 °C, oder < 1150 °C, oder < 1100 °C, oder < 1050 °C, oder < 1000 °C, oder < 950 °C, oder < 900 °C, oder < 850 °C, oder < 800 °C, oder < 700 °C, oder < 650 °C, oder < 600 °C oder < 550 °C. Dies hängt auch von der Erweichungstemperatur des

Substrates ab, die dabei nicht überschritten werden sollte.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die Glasmatrix Zinkoxid und gehört zu dem System Zinkoxid, Boroxid und

Siliziumdioxid ( ZnO-B203-Si02 ) , Bismutoxid, Boroxid, Zinkoxid und Siliziumdioxid (Bi203-B203-ZnO-Si02 ) und/oder Zinkoxid und Tellurdioxid (ZnO-Te02). Der Brechungsindex des Zinkoxid-Boroxid-Siliziumdioxid ist ungefähr 1,6. Der Brechungsindex für Bismutoxid, Boroxid, Zinkoxid und Siliziumdioxid als Glasmatrix ist ungefähr 2,0, die Glasmatrix mit Tellurdioxid mit Zinkoxid ist ebenfalls hochbrechend und liegt bei ca. 1,9. Vorzugsweise ist das Konversionselement sehr stabil gegenüber Feuchtigkeit.

Um derartige optoelektronische Bauelemente für den

Automobilbereich zu verwenden, ist es von Vorteil, wenn diese Bauelemente eine hohe Feuchtestabilität aufweisen,

beispielsweise eine Stabilität bei 1000 Stunden bei 85 °C mit 85 % relativer Luftfeuchtigkeit. Vorzugsweise werden als Glasmatrix Telluritgläser oder Silikatgläser oder

Boratgläser, die Siliziumdioxid enthalten, verwendet. Der Siliziumdioxidanteil der Boratgläser ist vorzugsweise ^ 1 mol% und ^ 20 mol%, vorzugsweise ^ 3 mol%, vorzugsweise ^ 5 mol%. Es können auch Silikatgläser mit einem

Siliziumdioxidanteil von > 20 mol%, oder > 25 mol%, oder > 30 mol%, oder > 35 mol%, oder > 40 mol%, oder > 45 mol%, oder > 50 mol%, oder > 55 mol%, oder > 60 mol%, oder > 65 mol%, oder > 70 mol%, oder > 75 mol%, oder > 80 mol% verwendet werden. Vorzugsweise enthalten die Gläser Zinkoxid mit einem Anteil von mindestens 1 mol%, d.h. die Komponente ist nicht über RohstoffVerunreinigungen, sondern gezielt eingebracht worden, und maximal 50 mol%. Ebenso können Alumosilikatgläser, beispielsweise ein Erdalkali-Alumosilikatglas, eingesetzt werden .

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und

Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in

Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Die Figur 1 eine elektronenmikroskopische Aufnahme gemäß eines Ausführungsbeispiels,

die Figuren 2A bis 2G jeweils ein optoelektronisches

Bauelement gemäß einer Ausführungsform.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente wie z. B. Schichten, Bauteile, Bauelemente und

Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt werden.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele des hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements aufgezeigt, die eine unterschiedliche Glasmatrix 221 aufweisen.

Ausführungsbeispiel 1: ZnO-B203~Si02 als Glasmatrix 221

(Brechungsindex ungefähr 1,6)

Eine Paste, die mit einem Pulver eines Glas, bestehend aus Zinkoxid, Boroxid, Siliziumdioxid und Aluminiumoxid, einem Granat als Konversionsmaterialpulver und einem herkömmlichen Siebdruckmedium, bestehend aus einem Binder und einem

Lösemittel, wurde hergestellt und dann auf das Substrat mit einer der gängigen Beschichtungsmethoden aufgebracht. Das Aufbringen kann beispielsweise mittels Rakeln oder durch Sieb- oder Schablonendruck mit einer Schichtdicke im nassen Zustand zwischen 30 und 200 ym, vorzugsweise 50 bis 150 ym, insbesondere zwischen 60 und 130 ym, erfolgen. Nach dem

Trocknen kann das Konversionselement bei einer Temperatur von beispielsweise 600 °C getempert werden. Nach dem Tempern kann das Konversionselement 2 ein Konversionsmaterial 222 mit einem Anteil von 25 Vol.-% enthalten.

Das Aluminiumoxid ist insbesondere nur in geringen Mengen vorhanden. Das Aluminiumoxid wurde in der obigen Formel nicht berücksichtigt .

Die Figur 1 zeigt exemplarisch eine

rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (REM) eines

Konversionselements 2 gemäß einer Ausführungsform. Die

Schichtdicke des Konversionselements 2 ist ungefähr 85 ym nach einer Tempertemperatur von ungefähr 600 °C für dreißig Minuten. Das Konversionsmaterial 2 weist einen Anteil von ungefähr 22 Vol.-% in der ersten Schicht 22 auf. Als Substrat 21 wurde ein Borosilikatglas mit einer guten chemischen

Resistenz verwendet.

Die gemessene Quanteneffizienz des Beispiels der Figur 1 ist

(absoluter Wert) . Die gemessene Absorption lag bei

1,8 % in einem Wellenlängenbereich von 680 bis 720 nm. Beide Werte zeigen, dass die hier beschriebenen Konversionselemente 2 in den hier beschriebenen optoelektronischen Bauelementen 100 exzellente Eigenschaften aufweisen. Die Quanteneffizienz und die Absorption wurde mit einem Hamamatsu-Quantaurus-Aufbau gemessen.

Ausführungsbeispiel 2: ZnO-E>203- S i02 als Glasmatrix 221

(Brechungsindex ungefähr 1,6)

Es wurde eine Paste, aus einem Glaspulver gemäß dem

Ausführungsbeispiel 1, YAGaG als Konversionsmaterial in

Pulverform und einem herkömmlichen Siebdruckmedium

hergestellt und dann auf einem Borosilikatglas als Substrat aufgebracht. Das Aufbringen erfolgte mittels Rakeln. Das Substrat weist eine gute chemische Resistenz auf. Die

Spalthöhe des Rakels war 100 ym. Die Substratdicke war ungefähr 0,7 mm. Nach dem Trocknen bei 80°C wurde das

Konversionselement bei 600 °C für eine Minute getempert und mit einer Heizrate von 10 K/min aufgeheizt. Nach dem

Temperschritt enthielt das Konversionselement einen

Konversionsmaterialanteil von 28 Vol.-% (berechnet ohne

Poren) und eine Schichtdicke von ungefähr 20 ym der ersten Schicht 22.

Ausführungsbeispiel 3: ZnO-B203~ S i02 als Glasmatrix

(Brechungsindex ungefähr 1,6)

Das Ausführungsbeispiel 3 wurde wie das Ausführungsbeispiel 2 hergestellt und bei einer Temperatur von 600 °C für dreißig Minuten getempert. Die Schichtdicke der getemperten ersten Schicht ist ungefähr 20 ym.

Ausführungsbeispiel 4: ZnO-B203~ S i02 als Glasmatrix

(Brechungsindex ungefähr 1,6)

Das Ausführungsbeispiel 4 wurde wie das Ausführungsbeispiel 3, aber mit einer Spalthöhe von 60 ym hergestellt. Die Dicke der getemperten ersten Schicht ist ungefähr 13 ym.

Die Leuchtdichte der Ausführungsbeispiele 2, 3, und 4 wurde bei 1000 mA gemessen. Das Ausführungsbeispiel 3 zeigt die besten Werte und ist vergleichbar mit den Leuchtdichten von Keramikkonvertern .

Die Figuren 2A bis 2G zeigen jeweils eine schematische

Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 100 gemäß einer Ausführungsform.

Das optoelektronische Bauelement 100 der Figur 2A weist eine Halbleiterschichtenfolge 1 auf. Die Halbleiterschichtenfolge

1 kann beispielsweise aus InAlGaN sein. Die

Halbleiterschichtenfolge 1 weist einen aktiven Bereich auf, der zumindest über eine Hauptstrahlungsaustrittsflache 11 im Betrieb Strahlung emittiert. Beispielsweise emittiert die Halbleiterschichtenfolge 1 Strahlung aus dem blauen

Spektralbereich. Direkt auf der

Hauptstrahlungsaustrittsflache 11 ist ein Konversionselement

2 angeordnet. Alternativ können zwischen dem

Konversionselement 2 und der Halbleiterschichtenfolge 1 weitere Schichten, beispielsweise eine Kleberschicht 3, wie in den Figuren 2D bis 2G gezeigt, angeordnet sein.

Das Konversionselement 2 weist eine erste Schicht 22 auf, die auf einem Substrat 21 angeordnet ist. Die Anordnung kann direkt oder indirekt erfolgen. Direkt meint hier, dass keine weiteren Schichten oder Elemente zwischen der ersten Schicht 22 und dem Substrat 21 angeordnet sind (siehe Figur 2B) . Die erste Schicht 22 kann eine Glasmatrix 221 aufweisen. In der Glasmatrix 221 kann zumindest ein Konversionsmaterial 222 eingebettet sein. Es können auch mehr als ein

Konversionsmaterial 222 in der Glasmatrix 221 eingebettet sein. Als Konversionsmaterial 222 eignen sich jegliche

Materialien, die zur Konversion der von der

Halbleiterschichtenfolge 1 emittierten Strahlung in Strahlung mit veränderter, meist längerer, Wellenlänge, eingerichtet sind .

Die erste Schicht 22 kann eine dem Substrat 21 abgewandte Oberfläche 8 aufweisen, die strukturiert ist. Die

Strukturierung kann durch Polieren, Schleifen, Ätzen oder durch eine Beschichtung erfolgen.

Wie in Figur 2C gezeigt ist, kann das Konversionselement 2 nicht nur eine erste Schicht 22 aufweisen, sondern die erste Schicht 22 kann aus weiteren Teilschichten 4 und 5 gebildet sein. In den Teilschichten 4, 5 können jeweils

Konversionsmaterialien 222, 224 angeordnet sein. Die

Konversionsmaterialien 222, 224 können gleich oder

unterschiedlich sein. Die Konversionsmaterialien 222, 224 sind jeweils in einer Glasmatrix 221, 223 eingebettet. Die Glasmatrix 221, 223 kann beispielsweise ein Telluritglas sein. Die Glasmatrix 221, 223 der Teilschicht 4 und der

Teilschicht 5 können gleich oder unterschiedlich sein. Die Teilschichten 4, 5 können auf dem Substrat 21 angeordnet sein. Das Substrat 21 kann aus Glas, Glaskeramik, Saphir oder Keramik sein.

Die Figur 2D zeigt, dass zwischen der

Halbleiterschichtenfolge 1 und dem Konversionselement 2 eine Kleberschicht 3 angeordnet ist.

Wie in Figur 2E gezeigt, kann zwischen der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche 11 und der ersten Schicht 22 das Substrat 21 angeordnet sein. Das Substrat 21 kann also direkt der Kleberschicht 3 oder der

Hauptstrahlungsaustrittsflache 11 nachgeordnet sein.

Alternativ, wie in Figur 2F gezeigt, kann zwischen der

Hauptstrahlungsaustrittsflache 11 und dem Substrat 21 die erste Schicht 22 angeordnet sein. Die erste Schicht 22 kann also direkt der Kleberschicht 3 oder der

Hauptstrahlungsaustrittsflache 11 nachgeordnet sein.

Die Figur 2G zeigt die Anordnung des optoelektronischen

Bauelements 100 in einem Gehäuse 7. Das Gehäuse kann eine Ausnehmung aufweisen, in dem das optoelektronische Bauelement 100 angeordnet ist. Die Ausnehmung kann mit einem Verguss 6, beispielsweise aus Silikon oder einem anderen anorganischen Vergussmaterial, gefüllt sein. Der Verguss 6 kann außerdem

Füllstoffe, wie beispielsweise Ti02 Partikel, enthalten. Das Gehäuse 7 kann auch nur teilweise mit dem Verguss 6 gefüllt werden, beispielsweise bis zur Oberkante des

optoelektronischen Bauelements 100.

Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den

Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung aufweisen.

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 und Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 104 133.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

100 optoelektronisches Bauelement

1 Halbleiterschichtenfolge

11 HauptStrahlungsaustrittsfläche

2 Konversionselement

21 Substrat

22 erste Schicht

221 Glasmatrix

222 Konversionsmaterial

223 Glasmatrix

224 Konversionsmaterial

3 Kleber oder Kleberschicht

4 Teilschicht der ersten Schicht

5 Teilschicht der ersten Schicht

6 Verguss

7 Gehäuse

8 Oberfläche der ersten Schicht