DE102015203578A1 - Verfahren zur herstellung von optoelektronischen bauelementen und optoelektronische bauelemente - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Keramik und betrifft optoelektronische Bauelemente, wie sie beispielsweise für Hochleistungs-LEDs zur Beleuchtung eingesetzt werden können. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das einfacher, schneller und kostengünstiger ist, und optoelektronische Bauelemente anzugeben, die multifunktionell einsetzbar und kostengünstig sind. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem auf einem Träger mehrere Lichtemitter beabstandet voneinander fest positioniert und elektrisch kontaktiert werden, dann auf dem Träger weiterhin Abstandshalter angeordnet werden, und nachfolgend eine oder mehrere unstrukturierte oder strukturierte Keramikplatten fest positioniert werden. Die Aufgabe wird auch gelöst durch optoelektronische Bauelemente aus einem Lichtemitter auf einem Träger, der von mindestens einem Abstandshalter umgeben ist, und auf dem Abstandshalter eine unstrukturierte oder strukturierte Keramikplatte fest positioniert ist, wobei im Falle von Strukturierungen eine passgenaue Zuordnung der jeweiligen Strukturierung zu den jeweiligen Lichtemittern realisiert ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Keramik und betrifft optoelektronische Bauelemente, wie sie beispielsweise für Hochleistungs-LEDs zur Beleuchtung, im Signalwesen, als Laser-basierte Beleuchtung und für Konversionselemente zur Detektion von hochenergetischer Strahlung (beispielsweise UV- oder Röntgenstrahlung) in zum Beispiel UV-CCD-Kameras oder medizinischen Geräten oder als optoelektronisches Package beispielsweise mit keramischen Linsen für Kamerasysteme eingesetzt werden können und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Optoelektronische Bauteile sind Bauteile an der Schnittstelle zwischen elektrischen und optischen Komponenten. Sie enthalten oft mikroelektronische Bauteile und Halbleiterbauelemente, wie auch Leuchtdioden (LED), Laserdioden (LD), Photodioden (PD) oder Pixelarrays. LEDs können je nach Materialauswahl Licht verschiedener Wellenlänge emittieren. Die emittierte Wellenlänge von LEDs kann ebenso wie andere Eigenschaften des emittierten Lichtes auch durch den Einsatz anderer Bauteile beeinflusst werden. Dies können beispielsweise Polymere oder auch Gläser oder Metalle oder Keramiken sein, die als Einbettungsmaterialien oder Gehäusematerialien oder Konvertermaterialien für die LEDs zum Einsatz kommen können. Keramische Konverter (Leuchtkeramik oder aktive Optokeramik oder lumineszierende Keramik oder „ceramic phosphor“) mit unterschiedlicher Porenstruktur werden in Hochleistungs-LEDs oder Laser-basierten Beleuchtungstechniken eingesetzt, da sie durch die keramischen Eigenschaften eine hohe optische, chemische und thermische Stabilität und Wärmeleitfähigkeit (> 5 W/mK) aufweisen. Der keramische Konverter weist Eigenschaften einer Transparenzkeramik (das heißt Lichtdurchlässigkeit) auf, in dem Licht teilweise konvertiert und transmittiert (Teilkonversion) oder vollständig konvertiert und transmittiert (Vollkonversion) werden kann. Gleichzeitig kann durch die Porenstruktur in der Keramik das Streuverhalten des Lichtes beeinflusst werden, bis hin dazu, dass die Keramik visuell lichtundurchlässig scheint.
  • Konversionselemente, beispielsweise für LEDs, bestehen üblicherweise aus einem oder mehreren miteinander gemischten Leuchtstoffen und aus einer Matrix, zum Beispiel Silikon. Aus den Ausgangsstoffen wird eine Suspension hergestellt und eine dünne Schicht wird mittels Dispensen oder Druckverfahren aufgetragen. Diese Silikon-Leuchtstoff-Komposite sind bei thermischer Belastung, unter hoher Lichtleistung (zum Beispiel Laser) oder auch aggressiven Umwelteinflüssen nicht stabil, da sie abdampfen, vergilben, altern oder gas- und feuchtedurchlässig sind.
  • Nach den EP 1 838 808 B1 , EP 1 854 339 B1 und EP 1 875 781 B1 ist die Herstellung von Leuchtkeramiken (Oxonitridoaluminosilicat, Oxonitridosilicat, Sulfide, Selenide) mit Pulveraufbereitung (Mahlung), Pressen mit kaltisostatischem Pressen, Sintern und bei Bedarf heißisostatischem Pressen (HiP) bekannt. Die Keramik wird dabei in dünne Scheiben gesägt.
  • Mittels Sprühtrocknung werden sphärische Leuchtkeramiken gemäß EP 2 036 134 B1 hergestellt.
  • Gemäß der EP 2 231 816 B1 ist die Herstellung von Oxonitridosilicat-Leuchtkeramik mittels Heißpressen bekannt.
  • Nachteilig an diesen bekannten Lösungen ist, dass keine Weiterverarbeitung der Leuchtkeramik zu einem fertigen LED-Bauteil erfolgt.
  • Gemäß der DE 10 2012 202 927 A1 ist eine Lichtquelle bekannt, die einen LED-Chip mit einer lichtemittierenden Oberfläche aufweist, an welcher eine Leuchtstoffschicht angeordnet ist, wobei die Leuchtstoffschicht nebeneinander angeordnete Bereiche mit unterschiedlichen Leuchtstoffen aufweist.
  • Aus den WO 2012/100132 , WO 2010/141291 und WO 2012/064518 A1 ist die Herstellung von Ce:YAG-Leuchtkeramiken aus Nitraten mit Sinterhilfsmitteln oder mit einer Schicht eines roten Leuchtstoffes mittels Heißpressen, Sintern oder Sintern und HiP unter verschiedenen Atmosphären bekannt.
  • Gemäß WO 2010/106504 A1 ist die Anordnung von lumineszierender Keramik über einem LED-Chip (remote) als Plättchen oder Hohlkugel bekannt. Es ist ein Beleuchtungsmittel bekannt, das aus einer Lichtquelle, bestehend aus einer LED und einem Träger, der ein erstes lumineszierendes Material aufweist, und einer übertragbaren Anordnung eines zweiten lumineszierenden Materials, wobei die übertragbare Anordnung mindestens teilweise das Licht der LED oder mindestens teilweise das Licht des ersten lumineszierenden Materiales durch das zweite lumineszierende Material konvertiert. Ein Konversionselement enthält zwei lumineszierende Materialien unter einer Keramik.
  • Die keramischen Konverter werden bekanntermaßen in Einzelstückfertigung hergestellt, mittels Schleifen, Polieren und/oder Schneiden auf die Bauteilgrößen gebracht und in einem sogenannten Pick-and-Place-Verfahren werden diese Konverter einzeln beispielsweise auf blaue LED-Chips platziert. Derartige Verfahren sind zeitaufwändig und damit kostenintensiv.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Bauelementen anzugeben, mit dem die Bauelemente einfacher, schneller und kostengünstiger herstellbar sind. Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, optoelektronische Bauelemente anzugeben, die multifunktionell einsetzbar und kostengünstig sind.
  • Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Bauelementen, bei dem auf einem Träger mehrere Lichtemitter beabstandet voneinander fest positioniert und elektrisch kontaktiert werden, dann auf dem Träger weiterhin ein oder mehrere Abstandshalter angeordnet werden, wobei die Abstandshalter eine räumliche Trennung der Lichtemitter untereinander und zwischen Träger und Keramikplatte realisieren und nachfolgend auf die Abstandshalter eine oder mehrere Keramikplatten bestehend aus einer Transparentkeramik und/oder einer lumineszierenden Keramik und/oder einer graduierten lumineszierenden Keramik nebeneinander fest positioniert wird, wobei die Keramikplatte unstrukturiert oder strukturiert ist und im Falle von Strukturierungen eine passgenaue Zuordnung der jeweiligen Strukturierung zu den jeweiligen Lichtemittern realisiert wird.
  • Vorteilhafterweise werden als Material für den Träger Si, GaN, Ge und/oder ein Mischung daraus oder Glas, Keramik, Einkristall oder ein Verbundwerkstoff und als Material für die Abstandshalter Kunststoff, PTFE, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Silicium, Germanium oder ein thermisch beständiger Werkstoff eingesetzt.
  • Auch vorteilhafterweise werden als Lichtemitter LEDs eingesetzt.
  • Ebenfalls vorteilhafterweise realisieren die Abstandhalter gemeinsam mit dem Träger und der Keramikplatte eine vollständig räumliche Trennung jedes einzelnen Lichtemitters voneinander oder mehrerer Lichtemitter gemeinsam von anderen Lichtemittern auf dem Träger.
  • Die feste Positionierung wird auch vorteilhafterweise mittels Waferbonden durchgeführt.
  • Weiter wird vorteilhafterweise das optoelektronische Bauelement in den Bereichen der Abstandshalter getrennt und mehrere Lichtemitter werden auf dem Trägerteil und teilweise oder vollständig umgeben von Abstandshaltern mit der Keramikplatte als optoelektronisches Bauteil realisiert.
  • Von Vorteil ist es auch, wenn das Trennen durch Sägen, Ritzen, Brechen oder Schneiden realisiert wird.
  • Auch vorteilhaft ist es, wenn die Keramikplatte durch Pressformgebung Gießformgebung, Spritzguss, Extrusion, Grün-, Finish- oder Laserbearbeitung strukturiert wird.
  • Weiterhin von Vorteil ist es, wenn die Keramikplatte über endformnahe keramische Formgebungs- und Herstellungsverfahren hergestellt wird.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch optoelektronische Bauelemente bestehend aus mindestens einem Lichtemitter auf einem Träger, der ganz oder teilweise von mindestens einem Abstandshalter umgeben ist, und auf dem Abstandshalter eine Keramikplatte bestehend aus einer Transparentkeramik und/oder einer lumineszierenden Keramik und/oder einer graduierten lumineszierenden Keramik fest positioniert ist, wobei die Keramikplatte unstrukturiert oder strukturiert ist und im Falle von Strukturierungen eine passgenaue Zuordnung der jeweiligen Strukturierung zu den jeweiligen Lichtemittern realisiert ist.
  • Vorteilhafterweise sind als Lichtemitter LEDs vorhanden.
  • Auch vorteilhafterweise sind als Trägermaterial Si, GaN, Ge und/oder ein Mischung daraus oder Glas, Keramik, Einkristall oder ein Verbundwerkstoff aus den zuvor genannten Materialien und als Abstandshaltermaterial Kunststoff, PTFE, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Silicium, Germanium oder ein thermisch beständiger Werkstoff vorhanden.
  • Die Strukturierung liegt weiterhin vorteilhafterweise auf einer oder auf beiden Seiten der Keramikplatte, in makroskopischer oder mikroskopischer Größe, noch vorteilhafterweise in Form einer Aufrauhung oder einer Linse oder Mikrolinse, und/oder als einseitig oder zweiseitig optisch aktiver, dielektrischer Schichtstapel und/oder als mechanische Aufkontaktierung vor.
  • Ebenfalls vorteilhafterweise bestehen die Linsen aus Transparentkeramik, lumineszierender Keramik, Glas, Quarz und/oder Polymeren, wie PMMA.
  • Weiter ist die Keramikplatte vorteilhafterweise einseitig oder beidseitig planar.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn als Transparentkeramik eine Keramik aus MgO·nAl2O3 (Spinell) oder Y3Al5O12 (YAG), als lumineszierende Keramik eine Keramik aus YAG mit Dotierung und/oder als graduierte lumineszierende Keramik eine Keramik aus undotiertem und dotiertem YAG mit einer graduierten Lumineszenz durch graduierte Verteilung des Dotanden vorhanden ist.
  • Und auch vorteilhaft ist es, wenn die Keramikplatte aus einem biokompatiblen keramischen Material besteht oder mit einem biokompatiblen Material beschichtet ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird es erstmals möglich, ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Bauelementen anzugeben, mit dem die Bauelemente einfacher, schneller und kostengünstiger herstellbar sind. Derartige Verfahren zu Herstellung von optoelektronischen Bauelementen sind bisher nicht bekannt. Ebenso ist es erstmals möglich, optoelektronische Bauelemente anzugeben, die multifunktionell einsetzbar und kostengünstig sind.
  • Erreicht wird dies durch ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Bauelementen, bei dem auf einem Träger, der beispielsweise aus Si, GaN, Ge und/oder einer Mischung daraus oder aus Glas, Keramik, Einkristall oder einem Verbundwerkstoff besteht, mehrere Lichtemitter (beispielsweise GaInN-Chips) beabstandet zueinander fest positioniert und elektrisch kontaktiert werden. Ein solcher Träger kann ein Wafer mit den Abmessungen von 2, 4, 6, 8, 10 oder 12 Zoll (entspricht rund 50,8; 101,6; 152,4; 203,2; 254 oder 304,8 mm) Durchmesser sein.
  • Als Lichtemitter werden vorteilhafterweise ein oder mehrere LED-Chips oder LD-Chips eingesetzt, die Licht gleicher und/oder unterschiedlicher Wellenlänge emittieren können.
  • Nachfolgend werden um jeden einzelnen Lichtemitter und/oder um eine oder mehrere Gruppen von Lichtemittern Abstandshalter positioniert, die einerseits den räumlichen Abstand zu den anderen Lichtemittern und gleichzeitig den Abstand zu der noch aufzubringenden Keramikplatte realisieren sollen. Die Abstandshalter können beispielsweise aus Kunststoff, PTFE, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Silicium, Germanium oder ein thermisch beständiger Werkstoff und in Form eines Gitters oder von Ringen vorhanden sein.
  • Danach wird auf die Abstandshalter eine Keramikplatte bestehend aus einer Transparentkeramik und/oder einer lumineszierenden Keramik und/oder einer graduierten lumineszierenden Keramik fest positioniert. Erfindungsgemäß ist jeweils die Anzahl der Keramikplatten immer geringer als die Anzahl der Lichtemitter.
  • Alle Bestandteile des erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelementes können mittels bekannter Fügeverfahren fest aufeinander und aneinander positioniert werden. Derartige Fügeverfahren sind beispielsweise Waferbonden, wie Kleben, Löten, Diffusionslöten (TLPB/TLPS), Ansprengen, Sintern, Thermokompression und/oder anodisches Bonden. Zum Fügen der Keramikplatte kann diese auch mit einer Adhäsionsschicht, einer Barriereschicht, einer Benetzungsschicht oder einem Fügematerial versehen werden. Das Fügematerial kann sowohl vom Träger oder von der Keramikplatte entnommen oder als zusätzliches Material aufgetragen werden. Die Keramikplatte ist dabei unstrukturiert oder strukturiert, und im Falle von Strukturierungen wird eine passgenaue Zuordnung der jeweiligen Strukturierung zu den jeweiligen Lichtemittern realisiert.
  • Im Falle, dass die Keramikplatte Strukturierungen aufweist, die eine genaue Positionierung über einem oder mehreren Lichtemittern erfordert, so erfolgt erfindungsgemäß eine passgenaue Zuordnung der jeweiligen Strukturierung zu dem oder den jeweiligen Lichtemittern. Dies kann beispielsweise notwendig sein, wenn als Strukturierung Linsen zur Gestaltung des optischen Fernfeldes in die Keramikplatte eingebracht worden sind, die nur über einige beispielsweise kreisförmig angeordnete Lichtemitter angeordnet werden sollen. Ebenso kann die Keramikplatte Strukturierungen in Form von unterschiedlichen Anteilen von Leuchtstoffen aufweisen, die an verschiedenen Stellen der Keramikplatte Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren sollen, oder Strukturierungen in Form von optisch aktiven mikroskopischen Strukturierungen, beispielsweise zur Steigerung der Lichtauskopplung oder zur Unterdrückung der Reflektion, oder zur Unterdrückung von Wellenleitung durch Totalreflektion aufweisen. Die Strukturierungen können auch einseitig oder beidseitig aufgebrachte Schichten, wie beispielsweise optisch funktionale Schichten, wie dielektrische Filter oder Antireflexionsschichten zum Beispiel zur Reflexion der in Richtung Träger emittierten Lumineszenz, oder zusätzliche Leuchtstoffschichten sein.
  • Durch die Strukturierungen können auch zusätzlich Streueffekte realisiert werden. Als Oberfläche der Keramik können konvex geformte Mikrolinsen, beispielsweise mit Durchmessern im Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorliegen. Die Strukturierung kann makroskopisch, beispielsweise in Form von Linsen, oder mikroskopisch, beispielsweise in Form von einer aufgerauten Oberfläche, sein. Die Strukturoberfläche kann auch konkav, konvex oder hohlkugelig sein.
  • Vorteilhafterweise wird die Strukturierung durch Pressformgebung oder Laserbearbeitung realisiert. Strukturierung durch andere keramische Fertigungsschritte, wie beispielsweise Gießformgebung, Spritzguss, Extrusion, Grün- oder Finishbearbeitung, sind denkbar. Die Keramikplatte kann weiterhin planar oder nichtplanar sein, wobei ein stofflicher Kontakt zu dem überwiegenden Teil der Abstandshalter, vorteilhafterweise zu allen Abstandshaltern, auf dem Träger realisiert sein muss.
  • Die Herstellung der Keramikplatte erfolgt über keramische Formgebungs- und Herstellungsverfahren. Dazu werden die Ausgangsmaterialien als Pulvermischung oder als einphasige Rohstoffpulver unter Zuhilfenahme von Bindern und/oder Sinteradditiven gemischt. Vorteilhafterweise werden Rohstoffgranulate eingesetzt. Die Rohstoff-Mischung wird endformnah in planaren oder mikroskopisch oder makroskopisch strukturierten Matrizen uniaxial verpresst. Die daraus resultierende Grünkörpergeometrie weist vorteilhafterweise die Abmessungen des Trägers des erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelementes zuzüglich des Schwindungsanteiles auf. Organische Binder werden durch eine thermische Behandlung unter Luft oder anderen Atmosphären entfernt. Die Gründichten der Keramik liegen zwischen 30 und 50 % von der theoretischen Dichte. Die anschließende Sinterung kann drucklos, unter Vakuum, Luft oder einem Gasgemisch erfolgen. Die relative Dichte der Keramik nach der Sinterung beträgt zwischen 80 und 100 % der theoretischen Dichte. Weitere Nachverdichtungsschritte, wie heißisostatisches Pressen, sind möglich. Alternativ zur beschriebenen Herstellung kann aus der Rohstoff-Mischung ein Grünkörper vorgeformt oder der vorgeformte Grünkörper auch durch Heißpressen oder Spark Plasma Sintering (SPS) gesintert werden. Die hergestellte Keramikplatte kann auch einer Finishbearbeitung unterworfen werden, wie Polieren, Schleifen oder Oberflächenstrukturieren.
  • Nach dem Aufbringen der Keramikplatte können die optoelektronischen Bauelemente in Bereiche oder entlang der Bereiche von Abstandshaltern getrennt werden und eine oder mehrere Lichtemitter auf dem Trägerteil und teilweise oder vollständig umgeben von Abstandshaltern und mit mindestens einem Teil der Keramikplatte als optoelektronisches Bauteil realisiert werden. Das so entstandene vereinzelte optoelektronische Bauelement weist einen hermetisch dichten Aufbau auf, wobei je nach Herstellung, Luft, Vakuum, Schutzgase oder andere Gase, bei verschiedenen Drücken eingeschlossen sein können. Dabei ist durch den hermetisch dichten Aufbau auch ermöglicht, dass die optoelektronischen Bauelemente auch in Lichtemitter-feindlicher Umgebung funktionieren. Die Vereinzelung der optoelektronischen Bauelemente durch Trennen kann durch Sägen, Ritzen, Brechen oder Schneiden, wie Laserschneiden, realisiert werden.
  • So können erfindungsgemäß in einem Verfahrensschritt eine Vielzahl an gleichen oder unterschiedlichen optoelektronischen Bauelementen gleichzeitig hergestellt werden, die anschließend getrennt werden können, oder einzeln oder mit mehreren Lichtemittern als optoelektronische Bauelemente eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelemente können beispielsweise als Einzel-, Zeilenemitter oder Array (großer Scheinwerfer) eingesetzt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Beispiel 1
  • Y2O2, Al2O3 und CeO2 wurden im Y:Al-Verhältnis von 3:5 und 0,5 Mol-% Ce und Siliciumoxid als Sinteradditiv mittels Kugelmahlung vermischt. Als organische Binder und Presshilfsmittel wurden Polyvinylalkohol und Glycerin zugegeben. Die Suspension wurde getrocknet. Das Pulver wurde mittels uniaxialen Pressens mit einem Druck von 50 MPa vorverdichtet. Die Höhe des Bauteils betrug 5 mm und der Durchmesser 120 mm. Anschließend wurde durch kaltisostatisches Pressen nachverdichtet. Der resultierende Formkörper wurde unter Luft im Ofen entbindert. Die Sinterung erfolgte bei einer Temperatur von 1800 °C unter Vakuum. Der transluzente Keramikwafer als Keramikplatte wies eine gelbe Farbe auf und hatte nach Schleifen und Polieren eine Endform von 0,5 mm Höhe und 4 Zoll (~101,6 mm) Durchmesser. Auf einem Trägerwafer aus Silizium mit einem Durchmesser von 4 Zoll (~101,6 mm) und einer Höhe von 0,5 mm sind mittels Bonden 900 blaue LED-Chips mit elektrischer Kontaktierung fest positioniert worden. Jeder LED-Chip ist von einem Si-Abstandshalter mit einer inneren und äußeren Abmessung von 1,4 mm und 2,2 mm umgeben. Die Abstandshalter sind mittels Löten fest auf dem Trägerwafer positioniert worden. Nachfolgend wurde der Keramikwafer mittels Klebstoff fest auf den Si-Abstandshaltern positioniert. Das fertige optoelektronische Bauelement konnte in einfacher Art und Weise schnell und kostengünstig hergestellt werden.
  • Beispiel 2
  • Y2O2, Al2O3 und CeO2 wurden im Y:Al-Verhältnis von 3:5 und 0,2 Mol-% Ce mit Sinteradditiv Siliciumoxid mittels Kugelmahlung in Ethanol vermischt. Die getrocknete Pulvermischung wird mit Hilfe einer strukturierten Pressmatrize zu keramischen Formkörpern verarbeitet, die schon nach der Formgebung eine endformnahe Oberflächenbeschaffenheit mit einer Anzahl von 600 konkav geformten Mikrolinsen mit Durchmessern zwischen 0,1 und 5 mm aufweisen. Der danach gesinterte Keramikwafer wird auf einen Trägerwafer aus Silizium, der ebenfalls 600 blaue LED-Chips in 2 × 2 Anordnung mit elektrischen Kontakten aufweist, die mittels Löten fest auf dem Trägerwafer positioniert sind, und die von einem Gitter aus Aluminiumoxid als Abstandshalter umgeben sind, das fest auf den Träger gesintert wurde, aufgebracht und der Keramikwafer mit dem Aluminiumoxidgitter verlötet. Das Aufbringen des Keramikwafers erfolgt unter Schutzgasatmosphäre, so dass in den hermetisch abgeschlossenen optoelektronischen Bauelementen Schutzgas vorhanden ist. Dieses Bauelement wird mittels Wafersägen in einzelne optoelektronische Bauelemente mit jeweils 4 Mikrolinsen getrennt. Die fertigen optoelektronischen Bauelemente konnten in einfacher Art und Weise schnell und kostengünstig hergestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • WO 2012/064518 A1 [0009]
    • WO 2010/106504 A1 [0010]

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Bauelementen, bei dem auf einem Träger mehrere Lichtemitter beabstandet voneinander fest positioniert und elektrisch kontaktiert werden, dann auf dem Träger weiterhin ein oder mehrere Abstandshalter angeordnet werden, wobei die Abstandshalter eine räumliche Trennung der Lichtemitter untereinander und zwischen Träger und Keramikplatte realisieren und nachfolgend auf die Abstandshalter eine oder mehrere Keramikplatten bestehend aus einer Transparentkeramik und/oder einer lumineszierenden Keramik und/oder einer graduierten lumineszierenden Keramik nebeneinander fest positioniert wird, wobei die Keramikplatte unstrukturiert oder strukturiert ist und im Falle von Strukturierungen eine passgenaue Zuordnung der jeweiligen Strukturierung zu den jeweiligen Lichtemittern realisiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Material für den Träger Si, GaN, Ge und/oder ein Mischung daraus oder Glas, Keramik, Einkristall oder ein Verbundwerkstoff und als Material für die Abstandshalter Kunststoff, PTFE, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Silicium, Germanium oder ein thermisch beständiger Werkstoff eingesetzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Lichtemitter LEDs eingesetzt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abstandhalter gemeinsam mit dem Träger und der Keramikplatte eine vollständig räumliche Trennung jedes einzelnen Lichtemitters voneinander oder mehrerer Lichtemitter gemeinsam von anderen Lichtemittern auf dem Träger realisieren.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die feste Positionierung mittels Waferbonden durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das optoelektronische Bauelement in den Bereichen der Abstandshalter getrennt wird und mehrere Lichtemitter auf dem Trägerteil und teilweise oder vollständig umgeben von Abstandshaltern mit der Keramikplatte als optoelektronisches Bauteil realisiert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Trennen durch Sägen, Ritzen, Brechen oder Schneiden realisiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Keramikplatte durch Pressformgebung Gießformgebung, Spritzguss, Extrusion, Grün-, Finish- oder Laserbearbeitung strukturiert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Keramikplatte über endformnahe keramische Formgebungs- und Herstellungsverfahren hergestellt wird.
  10. Optoelektronische Bauelemente bestehend aus mindestens einem Lichtemitter auf einem Träger, der ganz oder teilweise von mindestens einem Abstandshalter umgeben ist, und auf dem Abstandshalter eine Keramikplatte bestehend aus einer Transparentkeramik und/oder einer lumineszierenden Keramik und/oder einer graduierten lumineszierenden Keramik fest positioniert ist, wobei die Keramikplatte unstrukturiert oder strukturiert ist und im Falle von Strukturierungen eine passgenaue Zuordnung der jeweiligen Strukturierung zu den jeweiligen Lichtemittern realisiert ist.
  11. Optoelektronische Bauelemente nach Anspruch 10, bei denen als Lichtemitter LEDs vorhanden sind.
  12. Optoelektronische Bauelemente nach Anspruch 10, bei denen als Trägermaterial Si, GaN, Ge und/oder ein Mischung daraus oder Glas, Keramik, Einkristall oder ein Verbundwerkstoff aus den zuvor genannten Materialien und als Abstandshaltermaterial Kunststoff, PTFE, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Silicium, Germanium oder ein thermisch beständiger Werkstoff vorhanden sind.
  13. Optoelektronische Bauelemente nach Anspruch 10, bei denen die Strukturierung auf einer oder auf beiden Seiten der Keramikplatte, in makroskopischer oder mikroskopischer Größe, vorteilhafterweise in Form einer Aufrauhung oder einer Linse oder Mikrolinse, und/oder als einseitig oder zweiseitig optisch aktiver, dielektrischer Schichtstapel und/oder als mechanische Aufkontaktierung vorliegt.
  14. Optoelektronische Bauelemente nach Anspruch 13, bei denen die Linsen aus Transparentkeramik, lumineszierender Keramik, Glas, Quarz und/oder Polymeren, wie PMMA, bestehen.
  15. Optoelektronische Bauelemente nach Anspruch 10, bei denen die Keramikplatte einseitig oder beidseitig planar ist.
  16. Optoelektronische Bauelemente nach Anspruch 10, bei denen als Transparentkeramik eine Keramik aus MgO·nAl2O3 (Spinell) oder Y3Al5O12 (YAG), als lumineszierende Keramik eine Keramik aus YAG mit Dotierung und/oder als graduierte lumineszierende Keramik eine Keramik aus undotiertem und dotiertem YAG mit einer graduierten Lumineszenz durch graduierte Verteilung des Dotanden vorhanden ist.
  17. Optoelektronische Bauelemente nach Anspruch 10, bei denen die Keramikplatte aus einem biokompatiblen keramischen Material besteht oder mit einem biokompatiblen Material beschichtet ist.
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