DE102017104130A1

DE102017104130A1 - Anorganische Reflexionsbeschichtung, optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102017104130A1
Application number: DE102017104130.3A
Authority: DE
Inventors: Angela Eberhardt; Florian Peskoller; Jörg Frischeisen; Thomas Huckenbeck; Tobias Gleitsmann
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-08-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) für ein optoelektronisches Bauelement (200) mit einer Reflektivität von größer oder gleich als 90% im Bereich der Wellenlänge von 450 bis 650 nm aufweisend ein anorganisches Matrixmaterial (1), das kondensiertes Metallphosphat umfasst, wobei in dem Matrixmaterial (1) Reflexionspartikel (2) eingebettet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine anorganische Reflexionsbeschichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Reflexionsbeschichtung.
Anorganische Reflexionsbeschichtungen sind für optische Anwendungen sehr wichtig. Dazu ist es erforderlich, dass die anorganische Reflexionsbeschichtung eine hohe Reflektivität, insbesondere im UV- und/oder VIS-Spektralbereich, vorzugsweise eine Reflektivität von ≥ 90 %, insbesondere ≥ 95 %, besonders bevorzugt ≥ 97 %, aufweist. Derartige anorganische Reflexionsbeschichtungen können beispielsweise für reflektive LARP-Konzepte oder als Reflektoren verwendet werden. Zudem ist es bei Hochleistungsanwendungen erforderlich, dass die anorganischen Reflexionsbeschichtungen eine hohe thermische Leitfähigkeit als auch eine hohe Feuchte- und Strahlungsstabilität und thermische Beständigkeit aufweisen. Für Folgebeschichtungen, beispielsweise eine Konversionsschicht, gibt die thermische Beständigkeit unter anderem auch den möglichen Verfahrensspielraum sowie die Auswahl möglicher Matrizen gemäß ihrer Verarbeitungstemperatur vor.
Bisher werden Silberspiegel oder Silberbeschichtungen auf einem Substrat aufgebracht, die eine hohe Reflektivität des Silbers im UV-VIS-Bereich ausnutzen. Silber ist allerdings nicht chemisch inert und reagiert über die Lebensdauer mit beispielsweise Schadgasen aus der Umwelt, wie Schwefelwasserstoff, zu Silbersulfid, das eine geringere Reflektivität aufweist. Daher müssen Silberbeschichtungen eine zusätzliche Schutzschicht aufweisen, um das Silber vor Umwelteinflüssen zu schützen und deren Oxidation und Sulfidisierung zu vermeiden, die aber im Allgemeinen nicht komplett dicht ist. Wenn neben der hohen Reflektivität zusätzlich eine hohe thermische Leitfähigkeit erforderlich ist, wird insbesondere Aluminium als Substrat verwendet. Ein Nachteil von Aluminium ist allerdings, dass Aluminium lediglich bis 200 °C formstabil ist und damit die Prozessparameter beschränkt. Alternativ können auch hochreflektierende Kunststofffolien oder Beschichtungen, in denen Reflexionspartikel eingebettet sind, verwendet werden. Allerdings weisen diese Folien oder Beschichtungen eine sehr geringe thermische Stabilität und thermische Leitfähigkeit auf. Als diffus reflektierende Schicht können beispielsweise Keramiken, wie poröses Aluminiumoxid, verwendet werden. Allerdings sind diese in der Regel sehr teuer und hinsichtlich möglicher Konturen beschränkt. Zudem ist erforderlich, dass das Aluminiumoxid eine bestimmte minimale Dicke aufweist, die mehrere 100 µm beträgt, um eine ausreichende Reflektivität zu erreichen, da die Reflektivität mitunter über die Porosität der Keramik eingestellt wird. Da sich die Porosität aber negativ auf die Wärmeleitfähigkeit auswirkt, muss hier immer ein Kompromiss zwischen guter Reflektivität und ausreichender Wärmeleitung gefunden werden, der in der Regel durch eine zunehmende Dicke realisiert wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile mit der hier beschriebenen anorganischen Reflexionsbeschichtung zu überwinden. Eine Aufgabe ist es, eine verbesserte anorganische Reflexionsbeschichtung bereitzustellen, die sowohl eine gute Reflektivität als auch eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt. Insbesondere soll die anorganische Reflexionsbeschichtung auch stabil gegenüber hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und Strahlung sein. Durch die hohe Temperaturbeständigkeit ergibt sich zudem ein größeres Prozessfenster für eventuelle Folgebeschichtungen. Ferner ist Aufgabe der Erfindung ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Reflexionsbeschichtung bereitzustellen, das diese anorganische Reflexionsbeschichtung mit diesen verbesserten Eigenschaften erzeugt und/oder aufweist.
Diese Aufgaben werden durch eine anorganische Reflexionsbeschichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ferner werden diese Aufgaben durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Bauelements sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 17 bis 19. Ferner werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Reflexionsbeschichtung gemäß Anspruch 20 gelöst.
In zumindest einer Ausführungsform weist die anorganische Reflexionsbeschichtung, auch im Folgenden Reflexionsbeschichtung oder anorganische Beschichtung genannt, eine Reflektivität von größer oder gleich 90 % im Bereich der Wellenlänge von 440 nm bis 650 nm auf. Die Reflexionsbeschichtung ist für ein optoelektronisches Bauelement. Die Reflexionsbeschichtung weist ein anorganisches Matrixmaterial auf. Das anorganische Matrixmaterial umfasst ein kondensiertes Metallphosphat oder besteht daraus. In dem Matrixmaterial sind Reflexionspartikel eingebettet.
Die Reflexionsbeschichtung kann für optoelektronische Bauelemente, wie beispielsweise Leuchtdioden oder Laser oder Module oder Baugruppen auf Basis von Leuchtdioden oder Lasern, verwendet werden. Denkbar ist auch, dass die Reflexionsbeschichtung für andere Bereiche, wie beispielsweise im medizinischen Bereich für Endoskope Verwendung findet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung eine Reflektivität von größer oder gleich 90 % im Bereich der Wellenlänge von 440 nm bis 650 nm, insbesondere über den gesamten Wellenlängenbereich von 440 nm bis 650 nm auf.
Alternativ kann die Reflektivität größer oder gleich 95 % oder 97 % im Bereich der Wellenlänge von 440 bis 650 nm oder über diesen gesamten besagten Bereich sein. Die anorganische Reflexionsbeschichtung kann als Diffusor ausgeformt sein. Vorzugsweise ist die Reflektivität über den gesamten Bereich von 440 nm bis 650 nm zu beobachten.
Anorganische Reflexionsbeschichtung meint hier, dass die Beschichtung ausschließlich aus anorganischen Materialien geformt ist. Mit anderen Worten ist die Reflexionsbeschichtung frei von organischen Materialien. Es kann somit eine Beschichtung zur Verfügung gestellt werden, die eine hohe Reflektivität aufweist und zudem ausschließlich aus anorganischen Materialien geformt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung ein anorganisches Matrixmaterial auf. Das Matrixmaterial ist ein kondensiertes Metallphosphat. Vorzugsweise ist das kondensierte Metallphosphat ein Aluminiumphosphat, Monoaluminiumphosphat oder modifiziertes Monoaluminiumphosphat. Das Aluminiumphosphat, Monoaluminiumphosphat oder modifizierte Monoaluminiumphosphat besitzt vorzugsweise ein molares Verhältnis von Al zu P von 1:3 bis 1:1,5 und/oder härtet insbesondere bei Temperaturen zwischen 300 °C und 400 °C amorph oder überwiegend amorph aus. Bei höheren Temperaturen, beispielsweise 450 °C oder 500 °C oder 550 °C oder 600 °C oder 650 °C oder 700 °C oder 750 °C oder 800 °C bis hin zu 1200 °C können vermehrt Kristalle entstehen, deren Anteil in der kondensierten Matrix dann mit zunehmender Temperatur zunimmt. Diese Kristalle können auch als reflektive Partikel wirken. Durch die Temperaturbehandlung und Kondensation können Triphosphat, Metaphosphat, Polyphosphat und/oder Ultraphosphat entstehen und dadurch in der Matrix enthalten sein. In den Lösungen können weitere Elemente oder Verbindungen enthalten sein, jedoch vorzugsweise max. 1 Mol% an Alkali und Halogenverbindungen. Alternativ kann das Metallphosphat auch Yttriumphosphat sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Matrixmaterial kondensiert, wurde also mittels einer Kondensationsreaktion erzeugt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird dem Matrixmaterial ein chemischer Härter zugesetzt um beispielsweise die Feuchtestabilität weiter zu erhöhen.
Der Reflexionsbeschichtung kann eine Beschichtung oder eine Verkapselung nachgeordnet sein. Dadurch kann die Stabilität gegen Feuchtigkeit erhöht werden. Als Schutzschicht eignen sich beispielsweise aufgedampfte Schichten aus z.B. SiO₂ und/oder Al₂O₃, 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 die Reflexionsbeschichtung Reflexionspartikel, also eine Mehrzahl unterschiedlicher oder gleicher Reflexionspartikel auf. Die Reflexionspartikel sind in dem Matrixmaterial eingebettet. Die Einbettung kann homogen oder mittels eines Konzentrationsgradienten erfolgen. Die Reflexionspartikel können eine unterschiedliche Größe aufweisen. Insbesondere können sich die Reflexionspartikel in einer dichtesten Kugelpackung anordnen und somit eine dünne Reflexionsbeschichtung ausformen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Reflexionspartikel aus Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid, Bariumsulfat, Orthosilikat, YAG, Hafniumdioxid, Tantaloxid, Nioboxid, Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminiumsiliziumnitrid, AlON, SiAlON sowie deren Derivate und/oder einer Kombination daraus geformt.
Als Reflexionspartikel kann beispielsweise Titandioxid verwendet werden.
Als Reflexionspartikel können auch andere oxidische keramische Partikel, wie YAG, Hafniumdioxid, Tantaloxid, Nioboxid, oder andere nitridische Keramiken, wie Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminiumsiliziumnitrid, AlON, SiAlON oder Kombinationen oder Derivate davon verwendet werden. Gepulvertes kristallisiertes Glas kann ebenfalls als Reflexionspartikel verwendet werden. Die Reflexionspartikel können einzeln oder als Gemisch in dem Matrixmaterial eingebettet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung eine maximale Schichtdicke von 150 µm auf. Aufgrund der geringen Schichtdicke und des hohen Füllgrades an Reflexionspartikeln, besitzt die Reflexionsbeschichtung sowohl eine gute Wärmeableitung als auch eine gute Reflektivität. Die Reflexionsbeschichtung weist zudem eine gute Feuchtestabilität von Matrixmaterial und gegebenenfalls eines vorhandenen Substrats auf. Das Substrat kann zudem eine hohe Wärmeleitung aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung ein Substrat auf. Das Substrat weist Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall, ein Schichtsystem aus Metalloxiden oder Metalloxid auf oder besteht daraus. Auf dem Substrat können das anorganische Matrixmaterial und die Reflexionspartikel direkt aufgebracht sein. Direkt meint hier, dass das Matrixmaterial und die Reflexionspartikel unmittelbar, d. h. ohne ein zusätzliches Element oder eine Beschichtung, wie beispielsweise eine Klebeschicht, aufgebracht werden.
Das Substrat kann weitere Beschichtungen aufweisen, die zur Verbesserung der Stabilität, beispielsweise gegenüber Feuchte, beitragen. Zudem kann das Substrat eine Beschichtung mit hoher Reflektivität aufweisen, beispielsweise Silber, das mit einer Passiervierungsschicht überzogen ist.
Das Substrat kann weitere Beschichtungen aufweisen, die zur Erhöhung der Reflektivität dienen, beispielsweise dichroitische Beschichtungen. Auch Kombinationen mehrerer Beschichtungen, wie beispielsweise einer Silberbeschichtung und einer dichroitischen Beschichtung und einer Schutzschicht, sind möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Substrat aus Kupfer, Aluminium, Keramik, Glaskeramik, Glas oder Kalknatronsilikatglas geformt. Vorzugsweise weist das Substrat Kupfer, Aluminium oder Keramik auf, besonders bevorzugt Kupfer oder Keramik. Dies hat den Vorteil, dass das Substrat eine gute Wärmleitfähigkeit aufweist und eine gute Formstabilität bei hohen Temperaturen besitzt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bauelement ein Substrat aus Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall oder Metalloxid auf, wobei auf dem Substrat das anorganische Matrixmaterial und die Reflexionspartikel direkt aufgebracht sind oder ein Konversionselement und/oder eine Halbleiterschichtenfolge umranden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Reflexionsbeschichtung als Schicht ausgeformt. Die Schicht weist eine Schichtdicke von maximal 500 µm oder maximal 450 µm oder maximal 400 µm oder maximal 350 µm oder maximal 300 µm oder maximal 250 µm oder maximal 200 µm oder maximal 150 µm oder maximal 130 µm oder maximal 100 µm oder maximal 80 µm oder maximal 70 µm oder maximal 50 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Reflexionsbeschichtung als Schicht ausgeformt mit einer Schichtdicke von maximal 200 µm. Die als Schicht ausgeformte Reflexionsbeschichtung kann unterhalb eines Konversionselements angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Reflexionsbeschichtung auch das Konversionselement umranden. Mit „umranden“ ist hier und im Folgenden gemeint, dass das Konversionselement Seitenflächen aufweist, die senkrecht zur Hauptstrahlungsaustrittsfläche angeordnet sind. Diese Seitenflächen werden von der Reflexionsbeschichtung bedeckt, so dass die in dem Konversionselement konvertierte Strahlung vorwiegend nicht über die Seitenflächen des Konversionselements auskoppelt, sondern dort mittels der Reflexionsbeschichtung reflektiert wird und somit über die Hauptstrahlungsaustrittsfläche des Konversionselements emittiert wird. Die als Umrandung ausgeformte Reflexionsbeschichtung hat im Seitenquerschnitt gesehen eine maximale Schichtdicke von 500 µm.
Alternativ oder zusätzlich kann die Reflexionsbeschichtung ein Konversionselement umranden. Mit Konversionselement ist hier und im Folgenden ein Element bezeichnet, das dazu befähigt ist, zumindest teilweise Strahlung in eine veränderte Wellenlänge zu konvertieren. Beispielsweise ist das Konversionselement Teil eines optoelektronischen Bauelements. Das optoelektronische Bauelement kann eine Halbleiterschichtenfolge aufweisen, die im Betrieb Strahlung über einen aktiven Bereich emittiert. Das Konversionselement kann im Strahlengang der Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein und so die von der Halbleiterschichtenfolge emittierte Strahlung zumindest teilweise in Strahlung mit veränderter, meist längerer Wellenlänge konvertieren. Die Halbleiterschichtenfolge des optoelektronischen Bauelements kann an der Oberfläche Passivierungsschichten aufweisen.
Die Reflexionsbeschichtung kann als Umrandung eines optoelektronischen Bauelements insbesondere einer Leuchtdiode, die ein Konversionselement aufweist, genutzt werden. Die Umrandung kann beispielsweise um die Halbleiterschichtenfolge sowie um das auf der Halbleiterschichtenfolge aufgebrachte Konversionselement angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Reflexionsbeschichtung als teilweise oder vollständig ausgefüllte Umrandung eines Konversionselements ausgeformt. Die Reflexionsbeschichtung bedeckt dann mindestens 50 %, 60 %, 70 %, oder 95 % im Seitenquerschnitt das Konversionselement.
Alternativ oder zusätzlich kann die Reflexionsbeschichtung auch eine Halbleiterschichtenfolge eines optoelektronischen Bauelements, insbesondere die Seitenfläche der Halbleiterschichtenfolge umranden.
Vorzugsweise werden nahezu 100 % oder genau 100 % des Konversionselements und/oder der Halbleiterschichtenfolge von der Reflexionsbeschichtung umrandet. Mit anderen Worten bedeckt die Reflexionsbeschichtung das Konversionselement oder die Halbleiterschichtenfolge stoffschlüssig. Insbesondere bedeckt die Reflexionsbeschichtung die Seitenflächen des Konversionselements oder die Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung eine Schichtenfolge auf. Die Schichtenfolge kann aus Titandioxid und einem Konversionsmaterial sein. Die Titandioxidschicht kann zwischen einem Substrat und dem Konversionsmaterial angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung eine Schichtenfolge aus mindestens zwei Schichten auf, wobei jede der Schichten jeweils Reflexionspartikel aufweist. Zusätzlich können die Durchmesser der Reflexionspartikel in beiden Schichten unterschiedlich sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung eine Schichtenfolge aus mindestens vier Schichten auf, wobei jede der Schichten jeweils Reflexionspartikel aufweist. Zusätzlich können die Durchmesser der Reflexionspartikel von Schicht zu Schicht unterschiedlich sein. Vorzugsweise nehmen die Durchmesser der Reflexionspartikel von Schicht zu Schicht ab, werden also kleiner.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Reflexionspartikel einen mittleren Durchmesser auf, der der Schichtdicke der als Schicht ausgeformten Reflexionsbeschichtung entspricht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Reflexionspartikel einen mittleren Durchmesser auf, der maximal einem Drittel der Schichtdicke der als Schicht ausgeformten Reflexionsbeschichtung entspricht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Reflexionspartikel einen mittleren Durchmesser auf, der zwischen 100 nm und 10 µm, vorzugsweise 200 nm bis 5 µm, liegt. Vorzugsweise weisen die Partikel einen mittleren Durchmesser von maximal 1 µm oder 2 µm auf. Die Reflexionspartikel weisen einen unterschiedlichen Brechungsindex zum Matrixmaterial auf. Der Brechungsindexunterschied zwischen Matrixmaterial und Reflexionspartikel ist insbesondere sehr groß, so dass zusätzlich die Reflexionsbeschichtung eine Streufunktion übernehmen kann. Beispielsweise ist der Brechungsindexunterschied ≥ 0,1 oder ≥ 0,15 oder ≥ 0,2 oder ≥ 0,25 oder ≥ 0,3 oder ≥ 0,35 oder ≥ 0,4 oder ≥ 0,45 oder ≥ 0,5 oder ≥ 0,55 oder ≥ 0,6. Der mittlere Durchmesser kann mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS) bestimmt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung eine Oberflächenstruktur auf, die der eines darunter angeordneten Elements entspricht. Mit anderen Worten ist hier eine morphologische Oberflächenstruktur der Reflexionsbeschichtung gemeint. Beispielsweise weist ein darunter angeordnetes Substrat eine morphologische Oberflächenstruktur in Form einer Welle in Seitenansicht auf. Es wird die Reflexionsbeschichtung appliziert, die die Oberflächenstruktur des Substrats annimmt, so dass sich die Oberflächenstruktur des Substrats in der Reflexionsbeschichtung fortsetzt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anteil an kondensiertem Matrixmaterial in der Reflexionsschicht mindestens 40 Vol.-%. Der Anteil an kondensiertem Matrixmaterial in der Reflexionsschicht kann zwischen 45 Vol.-% und 80 Vol.-%, beispielsweise zwischen 46 und 75 Vol.-% sein. Im Mittel kann der Anteil an kondensierten Matrixmaterial in der Reflexionsschicht zwischen 50 und 75 Vol.-%, beispielsweise zwischen 52 und 72 Vol.-% sein. Die Gehalte betreffen den Matrixanteil ohne die Berücksichtigung evtl. vorhandener Poren. Der Anteil an Reflexionspartikeln kann zwischen 20 und 50 Vol.-%, beispielsweise zwischen 25 und 50 Vol.-% sein und kann beispielsweise 25 Vol.-%, 28 Vol.-%, 30 Vol.-%, 33 Vol.-%, 35 Vol.-%, 37 Vol.-%, 40 Vol.-%, 43 Vol.-%, 45 Vol.-%, 48 Vol.-% oder 50 Vol.-% betragen. Grenzen jeweils miteingeschlossen. Die Gehalte sind unter anderem auch abhängig von der Korngröße der eingebetteten Reflexionspartikel.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine Reflexionsbeschichtung bereitgestellt werden kann, die dünn und mit einem hohen Füllgrad an Reflexionspartikeln ausgeformt sein kann. Dies spart Material und Kosten und wirkt sich positiv auf die Wärmeleitfähigkeit bzw. die Wärmeableitung aus. Zudem kann die Reflexionsbeschichtung relativ einfach und konturunabhängig hergestellt werden. Die bessere Temperaturbeständigkeit der Schicht erlaubt zudem ein größeres Prozessfenster für evtl. Folgebeschichtungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform dient eine Reflexionsbeschichtung gleichzeitig als Substrat. D.h. die Reflexionsbeschichtung ist als freitragendes Reflexionselement ausgeführt, das kein weiteres Substrat benötigt. Das Reflexionselement weist alternativ oder zusätzlich eine maximale Dicke von 10 mm auf, vorzugsweise maximal 1 mm. Beispielsweise kann die maximale Dicke 10 mm oder 9 mm oder 8 mm oder 7 mm oder 6 mm oder 5 mm oder 4 mm oder 3 mm oder 2 mm oder 1 mm sein. Dies kann für Anwendungen von Vorteil sein, bei denen keine so hohe thermische Leitfähigkeit des Substrates benötigt wird und der Schwerpunkt eher auf einer kostengünstigen Herstellung oder einem geringeren Gewicht des Bauteils liegt oder eine komplexe Geometrie verlangen.
Es wird weiterhin ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Das optoelektronische Bauelement weist eine hier beschriebene anorganische Reflexionsbeschichtung auf. Es gelten daher alle gemachten Definitionen und Ausführungen der anorganischen Reflexionsbeschichtung auch für das optoelektronische Bauelement und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement eine Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-m Ga_mP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie Al_nIn_1-n-mGa_mAs, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die anorganische Reflexionsbeschichtung auf der Oberfläche eines Gehäuses, eines Substrats, eines Spiegelelements und/oder eines Reflektorelements angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die anorganische Reflexionsbeschichtung auch ein Konversionselement und/oder eine Halbleiterschichtenfolge umranden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement zumindest einen Laser mit einem Laserstrahl auf. Alternativ weist das Bauelement eine Leuchtdiode (LED) oder eine Halbleiterschichtenfolge einer Leuchtdiode auf. Der Laser oder die Leuchtdiode emittieren jeweils im Betrieb Strahlung. Die jeweilige Strahlung kann an der anorganischen Reflexionsbeschichtung reflektiert werden und auf ein Konversionselement, das ebenfalls Teil eines Bauelements sein kann, treffen. Das Konversionselement kann diese Strahlung zumindest teilweise in Strahlung mit veränderter Wellenlänge konvertieren.
Alternativ kann das optoelektronische Bauelement einen Laser oder eine Leuchtdiode aufweisen, die im Betrieb Strahlung emittieren. Diese Strahlung kann zuerst auf das Konversionselement treffen und zumindest teilweise in Strahlung mit veränderter, meist längerer, Wellenlänge konvertiert werden. Die konvertierte Strahlung kann anschließend auf die anorganische Beschichtung treffen und dort reflektiert werden. Bei einer Teilkonversion kann auch die Primärstrahlung oder ein Teil davon auf die anorganische Beschichtung treffen und dort reflektiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bauelement zumindest einen Laser mit zumindest einem Laserstrahl oder eine Leuchtdiode auf, die im Betrieb Strahlung emittiert, wobei die anorganische Reflexionsbeschichtung zwischen einem Konversionselement und einem Substrat angeordnet ist und die Strahlung des Lasers oder der Leuchtdiode und/oder konvertierte Strahlung des Konversionselements in Richtung Laser oder Leuchtdiode rückreflektiert und/oder wobei die anorganische Reflexionsbeschichtung bei der Leuchtdiode an der Gehäuseinnenseite und/oder an den Seitenkanten des Konversionselements und/oder an den Seitenkanten der Halbleiterschichtenfolge angeordnet ist und die Strahlung der Leuchtdiode und/oder konvertierte Strahlung des Konversionselements rückreflektiert.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Reflexionsbeschichtung. Vorzugsweise wird mit dem Verfahren die hier beschriebene anorganische Reflexionsbeschichtung hergestellt. Es gelten somit alle für die anorganische Reflexionsbeschichtung gemachten Definitionen und Ausführungen auch für das Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Reflexionsbeschichtung und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren die Schritte auf:

A) Bereitstellen eines Substrats, das Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall oder Metalloxid aufweist oder Bereitstellen eines Konversionselements und/oder einer Halbleiterschichtenfolge, und
B) Aufbringen eines anorganischen Matrixmaterials auf das Substrat oder als Umrandung des Konversionselementes und/oder auf eine Halbleiterschichtenfolge, wobei das anorganische Matrixmaterial Reflexionspartikel eingebettet aufweist, wobei die Reflexionspartikel einen Durchmesser von 1 nm bis 30 µm aufweisen,

Die anorganische Reflexionsbeschichtung ist vollständig anorganisch und umfasst oder besteht aus einem anorganischen Matrixmaterial, in dem anorganische Reflexionspartikel eingebettet sind. Vorzugsweise haben die Reflexionspartikel eine hohe Reflektivität und eine geringe Absorption im erforderlichen Spektralbereich. Das Matrixmaterial ist ein kondensiertes Metallphosphat, insbesondere ein kondensiertes Aluminiumphosphat, wie beispielsweise bestimmte kondensierte Aluminiumphophate, ein kondensiertes Mono-Aluminiumphosphat oder ein kondensiertes modifiziertes Mono-Aluminiumphosphat. Neben der hohen Reflektivität weist die Reflexionsbeschichtung zusätzlich eine gute thermische Leitfähigkeit und eine Stabilität gegenüber Feuchtigkeit und gegenüber hohen Temperaturen auf. Beispielsweise verändern sich die optischen Eigenschaften nicht nach einer Feuchtelagerung über 1000 h bei 60 °C und 90% relativer Luftfeuchtigkeit oder bei 85 °C und 85% relativer Luftfeuchtigkeit und sind bei Temperaturen oberhalb 200 °C oder 250 °C oder 300 °C oder 350 °C oder 400 °C optisch als auch formstabil. Daher können derartige anorganische Beschichtungen sehr gut für Hochleistungs-LED-Anwendungen und Hochleistungs-Laser-Anwendungen verwendet werden. Derartige Reflexionsbeschichtungen sind aber auch für Projektoren, für die Endoskopie, für Automotive-Scheinwerfer oder für Bühnenbeleuchtungen einsetzbar. Auch in herkömmlichen Anwendungen, die ein Reflektorelement erfordern, kann das Reflektorelement mittels einer derartigen Beschichtung beschichtet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Reflexionspartikel suspendiert. Beispielsweise liegen die Reflexionspartikel in einer Metallphosphatlösung suspendiert vor. Die resultierende Dispersion oder diese Masse kann auf eine geeignete Oberfläche, wie beispielsweise die Oberfläche eines Substrats oder eines Gehäuses, durch herkömmliche Beschichtungsmethoden, wie Rakeln, Siebdruck, Schablonendruck, Rotationsbeschichtung, Tauchbeschichtung oder Sprühbeschichtung, aufgebracht werden. Freistehende Elemente können beispielsweise durch Folienziehen oder durch einen Formguß hergestellt werden. Die Form oder Oberfläche kann nachträglich auch noch bearbeitet werden, beispielsweise durch Sägen, Polieren, oder Schleifen.
Das Substrat kann aus Kupfer, Aluminium oder Metalloxid, beispielsweise Aluminiumoxid bestehen oder diese umfassen. Auf der Substratoberfläche können noch andere Beschichtungen oder Schichtenstapel angeordnet sein, wie beispielsweise eine dichroitische Beschichtung oder eine Silberbeschichtung ggf. mit Schutzschichten. Alternativ kann auch ein hochreflektierendes Aluminium als Substrat verwendet werden. Beispielsweise kann das Substrat von der Firma Alanod oder Almeco bezogen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die anorganische Beschichtung substratfrei und freitragend ausgeformt. Mit anderen Worten braucht die anorganische Beschichtung in derartiger Ausführungsform keine Stabilisierung durch ein zusätzliches Substrat, sondern stabilisiert sich selbst, ist also freitragend. In diesem Fall ist die Schichtdicke der anorganischen Beschichtung vorzugsweise größer als 100 µm, um eine ausreichende mechanische Stabilität zu erhalten. Die maximale Dicke ist 10 mm.
Wenn die Reflexionsbeschichtung auf ein hauptsächlich gerichtet reflektierendes Material (wie z.B. poliertes Aluminium) aufgebracht wird, kann ein Teil oder die gesamte am Substrat gerichtet reflektierte Strahlung diffus gestreut werden. Dies kann vorteilhaft für Lichtmischung (z.B. das Mischen von blauer und gelber Strahlung) sein oder einen stark blendenden und fokussierten reflektierten Lichtstrahl vermeiden.
Geeignete Metallphosphatlösungen sind in der WO2011/138169A1 beschrieben, die hiermit durch Rückbezug aufgenommen werden. Vorzugsweise ist das Matrixmaterial Aluminiumphosphat. Insbesondere ist das Matrixmaterial mit den Reflexionspartikeln hochgefüllt und kondensiert bei folgenden Temperaturen: 150 bis 800 °C, vorzugsweise 200 bis 600 °C, insbesondere 300 bis 550 °C. Das molare Verhältnis von Phosphor zu Aluminium ist zwischen 1:1 bis 10:1, vorzugsweise reicht das molare Verhältnis von Al zu P von 1:3 bis 1:1,5 (Grenzen mit eingeschlossen).
Alternativ kann die anorganische Reflexionsbeschichtung eine Schicht aus einem reflektiven Metallphosphat aufweisen, das zum Beispiel dadurch entsteht, indem die Matrix selbst ganz oder teilweise bei der Temperaturbehandlung kristallisiert wird und dadurch selbst zur Reflexion beiträgt. Dies wird beispielsweise bei Temperaturen ab 400°C erzielt. Alternativ oder zusätzlich kann die Schicht aus Metallphosphat Poren besitzen, die durch den Brechungsindexkontrast zur Matrix Licht zumindest teilweise reflektieren. Diese Schicht kann zusätzlich mit ein oder mehreren Schichten, in denen reflektive Partikel eingebettet sind, beschichtet sein. In den Folgeschichten kann das Metallphosphat amorph, teil- oder komplett kristallisiert sein, je nach Temperaturbehandlung. Die Beschichtung kann vollständig oder teilweise erfolgen. Zusätzlich können Konversionsmaterialien in dem Matrixmaterial der Reflexionsbeschichtung eingebettet sein. Die Temperaturbehandlung ist ähnlich wie die oben beschriebene. Derartige Schichtenstapel zeigen eine gute Strahlungskonversion, zugleich eine Reflektivität und haben eine gute Stabilität gegenüber Feuchtigkeit bei 85 °C, 85% relativer Luftfeuchtigkeit für 1.000 Stunden.
Der Partikeldurchmesser der Reflexionspartikel liegt nahe an der Wellenlänge des sichtbaren Lichts, um einen hohen Streuquerschnitt zu erreichen. Die Partikelgrößenverteilung in der Reflexionsbeschichtung kann sehr eng ausgeformt sein. Mit anderen Worten sind die Reflexionspartikel in dem Matrixmaterial monodispers. Alternativ kann die Partikelverteilung polydispers sein. Zudem können auch Reflexionspartikel unterschiedlicher Größe miteinander kombiniert werden, um damit eine kompakte dichteste Kugelpackung zu erhalten. Es können auch Partikel mit einer breiten Partikelverteilung eingesetzt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Reflexionsbeschichtung einen Schichtenstapel auf, der Teilschichten aufweist, die Reflexionspartikel unterschiedlicher Partikelgröße aufweisen. Zudem können die Partikel gleich oder unterschiedlich in den Teilschichten ausgeformt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Reflexionsbeschichtung auf einem dreidimensional ausgeformten Element, beispielsweise einem strukturierten Saphirsubstrat, aufgebracht.
Das Matrixmaterial kann bei geringen Temperaturen ausgehärtet werden. Die Reflexionsbeschichtung kann bei geringen Temperaturen hergestellt werden. Es kann somit eine Reflexionsbeschichtung bereitgestellt werden, die billiger und flexibler hergestellt werden kann im Vergleich zu reflektiven Aluminiumbeschichtungen oder -substraten oder eines reflektiven Keramiksubstrates, beispielsweise aus Aluminiumoxid. Zudem ermöglicht die Reflexionsbeschichtung ein größeres Prozessfenster für eventuelle Folgebeschichtungen. Das Substrat, die Schichtdicke und die Art der Reflexionspartikel können variiert und unterschiedlich eingestellt werden, je nach Anwendungsbedarf.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus dem im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1A bis 1C jeweils eine anorganische Reflexionsbeschichtung gemäß einer Ausführungsform,
2A bis 2C jeweils ein optoelektronisches Bauelement mit einer anorganischen Reflexionsbeschichtung gemäß einer Ausführungsform,
3A und 3B jeweils die Transmission beziehungsweise Reflexion über einen bestimmten Wellenlängenbereich, und
4A bis 4E jeweils eine anorganische Reflexionsbeschichtung gemäß einer Ausführungsform.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleichwirkende 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.
Die 1A bis 1C zeigen jeweils eine anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 gemäß einer Ausführungsform.
In 1A weist die Reflexionsbeschichtung 1000, die hier als Schicht 100 ausgeformt ist, ein anorganisches Matrixmaterial 1 auf. Das anorganische Matrixmaterial 1 umfasst oder besteht aus einem kondensierten Metallphosphat. Das Metallphosphat ist beispielsweise ein kondensiertes Aluminiumphosphat, ein kondensiertes Mono-Aluminiumphosphat oder ein kondensiertes modifiziertes Mono-Aluminiumphosphat. In dem Matrixmaterial 1 sind Reflexionspartikel 2, beispielsweise Titandioxidpartikel oder Bariumsulfatpartikel, eingebettet. Die Einbettung kann homogen oder inhomogen sein. Die Einbettung kann auch mittels eines Konzentrationsgradienten erfolgen.
In 1B ist ein Substrat 3 gezeigt, auf dem die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 aufgebracht ist. Insbesondere ist das anorganische Matrixmaterial 1 und die Reflexionspartikel 2 direkt auf dem Substrat 3 aufgebracht. Das Substrat 3 kann aus Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall oder Metalloxid geformt sein. Direkt meint hier, dass keine Kleberschicht zwischen dem Substrat 3 und der Schicht aus Matrixmaterial und Reflexionspartikel 100 vorhanden ist.
Die 1C zeigt, dass das Substrat 3 eine morphologische Oberflächenstruktur, hier in Form eines wellenförmigen Musters, aufweist. Die nachfolgend anorganische Schicht aus Matrixmaterial und Reflexionspartikel 100 weist die gleiche Oberflächenstruktur wie das Substrat 3 auf. Mit anderen Worten setzt sich hier die Oberflächenstruktur des Substrats 3 in der Oberflächenstruktur der anorganischen Schicht aus Matrixmaterial und Reflexionspartikel 100 fort. Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise auch aus Mikrolinsen, Halbkugeln, Mikropyramiden oder anderen Strukturen bestehen, die regelmäßig, beispielsweise in hexagonaler Anordnung, oder unregelmäßig angeordnet sein können.
Die 2A zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 200, hier am Beispiel einer Leuchtdiode(LED) 10. Das optoelektronische Bauelement 200 weist ein Gehäuse 6 auf. Das Gehäuse 6 weist eine Ausnehmung auf in dem die Halbleiterschichtenfolge 4 angeordnet ist. Im Strahlengang der Halbleiterschichtenfolge 4 auf der Hauptstrahlungsaustrittsfläche 41 ist ein Konversionselement 5 angeordnet, das die von der in der Halbleiterschichtenfolge emittierte Strahlung zumindest teilweise in Strahlung mit veränderter, meist längerer, Wellenlänge konvertiert. An den Oberflächen der Ausnehmung ist eine anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 angeordnet. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 kann die von der Halbleiterschichtenfolge 4 emittierte und/oder von dem Konversionselement 5 konvertierte Strahlung reflektieren und somit die Auskopplung aus dem Bauelement 200 erhöhen.
Alternativ kann die Ausnehmung zumindest teilweise auch mit der anorganischen Reflexionsbeschichtung gefüllt sein, idealerweise bis zur Oberkante des Konversionselementes 5, d.h. die Beschichtung bedeckt die Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 4 und des Konversionselements 5. Damit lässt sich die Strahlungsemission aus den Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 4 und des Konversionselements 5 reduzieren oder ganz unterdrücken und die Strahlungsemission erfolgt größtenteils oder vollständig aus der Oberfläche des Konversionselements 5. Mit anderen Worten ist die Lichtemissionsfläche durch die Oberfläche und Größe des Konversionselements definiert, was vorteilhaft für eine Kombination des optoelektronischen Bauelementes mit weiteren optischen Elementen, wie Linsen, Spiegeln etc., die beispielsweise zur Strahlformung oder Fokussierung eingesetzt werden, ist.
Die 2B zeigt eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 200. Das Bauelement 200 weist eine Halbleiterschichtenfolge 4 auf und nachfolgend ein Konversionselement 5. An den jeweiligen Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 4 und dem Konversionselement 5 ist die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 angeordnet. Damit wird eine Emission der Strahlung über die Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 4 beziehungsweise über die Seitenflächen des Konversionselements 5 vermieden und damit die Auskopplung aus dem Bauelement 200 über die Hauptstrahlungsaustrittsfläche 41 bzw. über die Oberseite des Konversionselements erhöht.
Die 2C zeigt ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer Ausführungsform, hier am Beispiel einer LARP Anordnung (LARP = Laser Activated Remote Phosphor). Der Laser 7 emittiert eine Laserstrahlung 8, die auf ein Konversionselement 5 trifft und dort zumindest teilweise in Strahlung mit veränderter Wellenlänge konvertiert wird. Von der der laserseitig abgewandten Seite des Konversionselements 5 ist die anorganische Beschichtung 1000 angeordnet. Der Laserstrahl 8 wird durch das Konversionselement 5 zumindest teilweise konvertiert werden und an der anorganischen Reflexionsbeschichtung 1000 reflektiert, so dass die Strahlung, zum einen die Laserstrahlung und/oder die von dem Konversionselement emittierte Strahlung, rückreflektiert 9 wird und somit in Richtung der der Konversionsbeschichtung abgewandten Seite aus dem Konversionselement 5 austritt.
Ausführungsbeispiel 1 mit Titandioxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 13,5 Vol.-% von Titandioxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von 0,55 µm werden in einer Monoaluminiumphosphatlösung suspendiert. Diese Suspension wird auf ein Substrat 3 aus Kalknatronglas mittels Rakeln nasschemisch aufgebracht und die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 erzeugt. Die Schichtdicke in nassem Zustand ist ungefähr 100 µm. Nach dem Trocknen wird die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 für zwei Stunden bei 350 °C oder 550 °C ausgehärtet. Die resultierende anorganische Reflexionsbeschichtung weist nach einer Temperaturbehandlung von 550 °C eine Schichtdicke von ungefähr 60 µm auf. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 1 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 2 mit Titandioxid als Reflexionspartikel
Circa 13,5 Vol.-% von Titandioxid mit einem D50-Wert von 0,25 µm wird in einer Metallphosphatlösung suspendiert. Die Reflexionsbeschichtung auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 wird mittels Rakeln mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 100 µm aufgebracht. Nach dem Trocknen wird die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 bei zwei Stunden für 350 °C oder 550 °C ausgehärtet. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 2 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 3 mit Titandioxid als Reflexionspartikel
Das Ausführungsbeispiel 3 wird wie das Ausführungsbeispiel 2 hergestellt mit Ausnahme, dass die als Schicht ausgeformte Reflexionsbeschichtung 1000 eine Schichtdicke im nassen Zustand von 150 µm aufweist.
Ausführungsbeispiel 4 mit Aluminiumoxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 16,5 Vol.-% von Aluminiumoxid werden mit einem Matrixmaterial aus einer Metallphosphatlösung, wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, suspendiert. Die Reflexionspartikel weisen einen durchschnittlichen Durchmesser D50 von 0,55 µm auf. Die Suspension wird auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln, mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von 100 µm, aufgebracht. Anschließend erfolgt die Trocknung und Aushärtung für zwei Stunden bei 350 °C oder 550 °C. Die resultierende anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 weist nach einer Temperaturbehandlung von 550 °C eine Schichtdicke von 50 µm auf. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 4 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 5 mit Zirkoniumoxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 21 Vol.-% von Zirkoniumoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von 0,4 µm werden in einem Matrixmaterial aus einer Metallphosphatlösung, wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, suspendiert. Die Suspension wird auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von 100 µm aufgebracht. Es erfolgt die Trocknung und Aushärtung bei 550 °C für zwei Stunden. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Die resultierende anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 hatte eine Schichtdicke von ungefähr 45 µm. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 5 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 6 mit Bariumsulfat als Reflexionspartikel
Ungefähr 21 Vol.-% von Bariumsulfat mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von 0,7 µm werden in einem Matrixmaterial aus einer Metallphosphatlösung, wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, suspendiert. Die Auftragung der Suspension erfolgt auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 100 µm. Die Suspension wird getrocknet. Es resultiert eine anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 mit einer Schichtdicke von ungefähr 45 µm. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 6 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Die 3A zeigt die zu den eben beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 bis 6 resultierenden wellenlängenabhängigen Reflexions- und Transmissionskurven.
Die gestrichelten Kurven zeigen die Transmissionskurven T in %. Die gestrichelte Kurve 3-1 ist eine herkömmliche reflektive Keramik; Kurve 3-2 Aluminiumphosphat mit Titandioxid mit einer Schichtdicke von 100 µm im nassen Zustand auf Kalknatronglas als Substrat 3; Kurve 3-3 Aluminiumphosphat mit Zirkoniumoxid mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von 100 µm auf Kalknatronglas als Substrat; Kurve 3-4 Aluminiumphosphat mit Aluminiumoxid mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von 100 µm; Kurve 3-5 Aluminiumphosphat mit Bariumsulfat mit einer Schichtdicke von 100 µm im nassen Zustand.
Die durchgezogenen Linien zeigen die entsprechenden Reflektivitätskurven R in %.
Die Kurve 3-11 zeigt die Reflektivität einer herkömmlichen Keramik mit einer Schichtdicke von 1000 µm.
Die Kurve 3-6 zeigt eine anorganische Reflexionsbeschichtung mit Titandioxid als Reflexionspartikel in Aluminiumphosphat. Die Schichtdicke im nassen Zustand beträgt 100 µm und im ausgehärteten Zustand 58 µm.
Die Kurve 3-7 zeigt die Reflektivität von herkömmlichem Aluminiumsubstrat.
Die Kurve 3-8 zeigt die Reflektivität einer anorganischen Reflexionsbeschichtung mit Aluminiumoxid als Reflexionspartikel in Aluminiumphosphat mit einer Schichtdicke von 100 µm im nassen Zustand und 50 µm im ausgehärteten Zustand.
Die Kurve 3-9 zeigt die Reflektivität einer anorganischen Reflexionsbeschichtung mit Zirkoniumoxid als Reflexionspartikel in Aluminiumphosphat mit einer Schichtdicke von 100 µm im nassen Zustand und 45 µm im ausgehärteten Zustand. Die Kurve 3-10 zeigt die Reflektivität einer anorganischen Reflexionsbeschichtung mit Bariumsulfat als Reflexionspartikel in Aluminiumphosphat mit einer Schichtdicke von 100 µm im nassen Zustand beziehungsweise 45 µm im ausgehärteten Zustand.
Aus der Figur 3A ist zu entnehmen, dass das
Ausführungsbeispiel 1, also mit Titandioxid als Reflexionspartikel, eine sehr hohe Reflektivität und somit eine ähnliche Reflektivität wie herkömmliche Reflexionselemente aufweist. Jedoch können die Schichtdicken der jeweiligen Reflexionsbeschichtung 1000 eine um ungefähr den Faktor 20 dünnere Schichtdicke aufweisen, wenn bestimmte Aluminiumphosphate, Monoaluminiumphosphat, ein modifiziertes Monoaluminiumphosphat oder ein anorganisches Metallphosphat als Matrixmaterial verwendet wird. Durch die Ausformung von dünneren Schichten kann ein besserer Wärmeabfluss erfolgen. Zusätzlich ist die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 flexibler herzustellen und kann auf jegliche Oberflächen zur Beschichtung eingesetzt werden.
Die 3B zeigt die Summe aus Transmission und Reflektivität T+R in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ in Nanometer. Als Beispiele wurden eine anorganische Reflexionsbeschichtung 100 mit Aluminiumoxid oder Titandioxid als Reflexionspartikel verwendet. Als Vergleichsbeispiel diente eine herkömmliche reflektive Keramik mit einer Schichtdicke von 1000 µm (Kurve 3-11).
Die Kurve 3-12 zeigt die Summe aus Reflektivität und Transmission von Titandioxidpartikeln in Aluminiumphosphat. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 100 weist eine Schichtdicke von 100 µm im nassen Zustand auf und wurde ungefähr bei 550 °C ausgehärtet. Die Schichtdicke nach der Aushärtung beträgt 58 µm.
Die Kurve 3-13 zeigt die Summe aus Transmission und Reflektivität von Aluminiumoxid als Reflexionspartikel in Aluminiumphosphat mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von 100 µm. Die Aushärtung erfolgte bei 350 °C. Die Schichtdicke im trockenen Zustand beträgt ungefähr 50 µm. Aus der Grafik ist zu erkennen, dass die Summe aus Transmission und Reflektivität ab 400 nm bei allen Ausführungsbeispielen und bei dem Vergleichsbeispiel eine geringe Wellenlängenabhängigkeit aufweist und im gleichen Wertebereich liegt.
Ausführungsbeispiel 7 mit Titandioxid als Reflexionspartikel
Ca. 10,5 Vol.-% von Titandioxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von 0,55 µm werden in einer Aluminiumphosphatlösung suspendiert. Die Suspension wird mittels Rakeln auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 50 µm aufgebracht. Nach der Trocknung erfolgt eine Aushärtung bei 550 °C für zwei Stunden. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 7 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 8 mit Titandioxid als Reflexionspartikel
Die Probe wird ähnlich dem Ausführungsbeispiel 7 hergestellt, aber mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 100 µm.
Ausführungsbeispiel 9 mit Titandioxid als Reflexionspartikel
Die Probe des Ausführungsbeispiel 9 wird wie das Ausführungsbeispiel 8 hergestellt mit Ausnahme, dass der Anteil an Titandioxid rund 13,5 Vol.-% beträgt.
Ausführungsbeispiel 10 mit Titandioxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 10,5 Vol.-% Titandioxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von ungefähr 0,25 µm wird in einer Suspension mit Aluminiumphosphatlösung vermischt. Die Beschichtung der Suspension erfolgt auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 50 µm. Nach der Trocknung erfolgt ein Aushärten für zwei Stunden bei 300 °C, 350 °C oder 550 °C. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 10 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 11 mit Aluminiumoxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 11 Vol.-% Aluminiumoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von 0,55 µm wird in Aluminiumphosphatlösung suspendiert. Die Beschichtung erfolgt auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 50 µm. Nach der Trocknung wird die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 für zwei Stunden bei 300 °C, 350 °C oder 550 °C ausgehärtet. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 11 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 12 mit Aluminiumoxid als Reflexionspartikel
Das Ausführungsbeispiel 12 wird wie das Ausführungsbeispiel 11 hergestellt, jedoch wurde der Anteil an Aluminiumoxid von 16 Vol.-% gewählt und die Aushärtung erfolgt für zwei Stunden bei 350 °C oder 550 °C. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert.
Ausführungsbeispiel 13 mit Aluminiumoxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 11 Vol.-% von Aluminiumoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von ungefähr 0,6 µm wird in Aluminiumphosphatlösung suspendiert. Die Aufbringung der Suspension erfolgt auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 50 µm. Nach der Trocknung erfolgt eine Aushärtung für zwei Stunden bei 300 °C, 350 °C oder 550 °C. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 13 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 14 mit Aluminiumoxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 20 Vol.-% von Aluminiumoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von ungefähr 1,0 µm wird in Aluminiumphosphatlösung suspendiert. Die Beschichtung erfolgt auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln mit einer Schichtdicke im nassen Zustand von ungefähr 50 µm. Nach der Trocknung erfolgt ein Aushärten für zwei Stunden bei 300 °C, 350 °C oder 550 °C. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 14 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Ausführungsbeispiel 15 mit Zirkoniumoxid als Reflexionspartikel
Ungefähr 17 Vol.-% Zirkoniumoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser D50 von ungefähr 0,4 µm wird in Aluminiumphosphatlösung suspendiert. Das Aufbringen der Suspension erfolgt auf Kalknatronsilikatglas als Substrat 3 mittels Rakeln mit einer Schichtdicke von ungefähr 50 µm im nassen Zustand. Nach der Trocknung erfolgt ein Aushärten für zwei Stunden bei 350 °C oder 550 °C. Die Matrix ist bei 550 °C zumindest teilweise kristallisiert. Es erfolgten mit einem derart hergestellten Ausführungsbeispiel 15 Transmissions- und Reflexionsmessungen.
Die 4A bis 4E zeigen eine unterschiedliche Anwendung der anorganischen Reflexionsbeschichtung 1000 gemäß mehrerer Ausführungsbeispiele.
Die 4A zeigt die Verwendung der anorganischen Reflexionsbeschichtung 1000 auf einem Leuchtstoffrad für Laserprojektionsanwendung. Es ist ein Querschnitt durch ein Substrat 3 gezeigt, das aus einem hoch reflektiven Aluminium geformt wird. Auf dem Substrat 3 ist eine Schicht aus Metallphosphat angeordnet, in dem Titandioxidpartikel eingebettet sind. Dies ist die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000. Über der anorganischen Reflexionsbeschichtung 1000 ist ein Konversionselement 5 angeordnet. Das Konversionselement 5 kann Konversionsmaterialien, wie beispielsweise einen Granat ((Y, Gd, Tb, Lu)₃(Al, Ga)₅O₁₂:Ce³⁺) eingebettet in einem anorganischen oder organischen Matrixmaterial aufweisen. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 ist somit zwischen dem hoch reflektiven Aluminiumsubstrat und dem Konversionselement 5 angeordnet. Die Reflektivität des Substrates beträgt ungefähr 95 %, insbesondere größer als 97 % oder größer als 98 %. Beispielsweise kann Laserstrahlung, beispielsweise aus dem blauen Spektralbereich, in Richtung Konversionselement 5 gestrahlt werden. In dem Konversionselement 5 kann die Laserstrahlung zumindest teilweise in Strahlung mit veränderter, meist längerer, Wellenlänge konvertiert werden. Dem Konversionselement 5 ist die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 nachgeordnet, die sowohl die Laserstrahlung als auch die konvertierte Strahlung reflektieren kann und somit Absorptionsverluste reduzieren kann und die Reflektivität erhöhen kann. Zudem ist die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000, die beispielsweise Titandioxid als Reflexionspartikel in Metallphosphat aufweist, thermisch resistent und zeigt eine hohe Feuchtigkeits- und Korrosionsstabilität und aufgrund des hohen Füllgrades an Reflexionspartikeln und der geringen Schichtdicke auch eine gute Wärmeableitung.
Die 4B entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der 4A. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000, die vorzugsweise Titandioxid als Reflexionspartikel in Metallphosphat aufweist, ist zwischen einem hoch reflektiven Aluminiumoxidsubstrat 3, beispielsweise von LEATEC FINE CERAMICS und einem Konversionselement 5 angeordnet. Durch den Einbau der anorganischen Reflexionsbeschichtung kann die Reflektivität des Substrates von 96 % auf mehr als 98 % gesteigert werden. Dies verbessert die Reflexion des Lichtes, das von einer Lichtquelle oder von dem Konversionselement ausgesendet wird. Der Lichtverlust durch Transmission durch das Substrat 3 wird reduziert. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 ist thermisch resistent und zeigt eine hohe Korrosions- und Witterungsstabilität und aufgrund des hohen Füllgrades an Reflexionspartikeln und der geringen Schichtdicke auch eine gute Wärmeableitung. Durch eine teil- oder vollständige Kristallisation der Matrix selbst kann sowohl die Reflektivität als auch die Wärmeleitfähigkeit nochmals erhöht werden.
Die 4C zeigt die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 auf der ein Konversionselement 5 angeordnet ist. Ein Substrat 3 ist nicht vorhanden. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 kann hier ebenfalls für Laserprojektionsanwendungen verwendet werden. Die Reflexionsbeschichtung 1000 kann hier in Form eines Rades ausgeformt sein und weist eine mechanische Stabilität auf. Die Reflektivität der Reflexionsbeschichtung ist größer als 97 %, vorzugsweise größer als 98 %.
Die Strahlung, die von beispielsweise einem blauemittierenden Laser emittiert wird, kann durch das Konversionselement 5 zumindest teilweise konvertiert werden und Richtung Substrat, in diesem Fall die Reflexionsbeschichtung, transmittiert werden. Aufgrund der anorganischen Reflexionsbeschichtung 1000 kann eine bessere Rückreflexion im Vergleich zu herkömmlichen Systemen bereitgestellt werden. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 ist thermisch sehr stabil und zeigt eine gute Witterungs- und Korrosionsstabilität und aufgrund des hohen Füllgrades an Reflexionspartikeln und der geringen Schichtdicke auch eine gute Wärmeableitung.
Die 4D zeigt die Anwendung der anorganischen Reflexionsbeschichtung auf einem Aluminiumsubstrat für Laserendoskopanwendungen. Das Substrat 3 ist aus Aluminium geformt. Auf dem Substrat 3 ist die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 angeordnet. Der anorganischen Reflexionsbeschichtung 1000 ist ein Konversionselement 5 nachgeordnet. Die Reflektivität des Substrates 3 kann durch die anorganische Reflexionsbeschichtung von 95 % auf über 97 %, insbesondere größer 98 % gesteigert werden. Dies verbessert die Reflexion des Lichtes, die von dem blauemittierenden Laser oder von der von dem Konversionselement emittierten Strahlung ausgesandt wird. Absorptionsverluste werden reduziert. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 ist thermisch resistent und zeigt eine hohe Witterungs- und Korrosionsstabilität und aufgrund des hohen Füllgrades an Reflexionspartikeln und der geringen Schichtdicke auch eine gute Wärmeableitung. Optional können die Seitenflächen des Konversionselementes 5 auch ganz oder teilweise mit der reflektiven anorganischen Schicht bedeckt sein, um beispielsweise Strahlungsverluste zu minimieren. In diesem Fall ist der Seitenquerschnitt zu mindestens 50% bedeckt (ohne Abbildung).
Die 4E zeigt ein Substrat 3 aus Kupfer, auf dem eine anorganische Reflexionsbeschichtung 1000, hier beispielsweise Titandioxidpartikel in Metallphosphat, angeordnet ist. Auf der anorganischen Reflexionsbeschichtung 1000 ist das Konversionselement 5 angeordnet. Das Kupfersubstrat kann poliert sein und als Wärmesenke dienen. Die Reflektivität des Substrates 3 kann durch die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 von weniger als 60 % bei 550 nm auf mehr als 95 %, vorzugsweise größer als 98 %, gesteigert werden. Dies verbessert die Reflektivität des Lichtes, die beispielsweise durch einen oder mehrere blaue Laser emittiert wird, oder die Strahlung, die im Konversionselement konvertiert wird, in Richtung Substrat 3. Absorptionsverluste werden reduziert. Die Wärme, die in dem Konversionselement erzeugt wird, kann über das Substrat 3, das aus Kupfer geformt ist, abgeleitet werden. Die anorganische Reflexionsbeschichtung 1000 ist thermisch resistent und zeigt eine hohe Korrosions- und Witterungsbeständigkeit und aufgrund des hohen Füllgrades an Reflexionspartikeln und der geringen Schichtdicke auch eine gute Wärmeableitung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann die anorganische Reflexionsbeschichtung als Zwischenschicht auf einem Kupfersubstrat für Hochleistungs-LED-Endoskopieanwendungen verwendet werden (hier nicht gezeigt). Genau wie im Ausführungsbeispiel der 4D kann statt einer Laserlichtquelle eine Halbleiterschichtenfolge 4 einer Leuchtdiode 10 verwendet werden, die Strahlung aus dem blauen Spektralbereich emittiert.
Für die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele 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 im allgemeinen Teil 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 oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1000: anorganische Reflexionsbeschichtung, anorganische Beschichtung, Reflexionsbeschichtung
100: Schicht aus Matrixmaterial und Reflexionspartikel
200: optoelektronisches Bauelement
1: Matrixmaterial
2: Reflexionspartikel
3: Substrat
4: Halbleiterschichtenfolge
5: Konversionselement
6: Gehäuse
7: Laser
8: Laserstrahl
9: Reflexion
10: Leuchtdiode
41: Hauptstrahlungsaustrittsfläche

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.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/138169 A1 [0055]

Claims

Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) für ein optoelektronisches Bauelement (200) mit einer Reflektivität von größer oder gleich als 90% im Bereich der Wellenlänge von 450 nm bis 650 nm aufweisend: - ein anorganisches Matrixmaterial (1), das kondensiertes Metallphosphat umfasst, - wobei in dem Matrixmaterial (1) Reflexionspartikel (2) eingebettet sind.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach Anspruch 1, die ein Substrat (3) aus Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall oder Metalloxid aufweist, auf dem das anorganische Matrixmaterial (1) und die Reflexionspartikel (2) direkt aufgebracht sind oder ein Konversionselement (5) und/oder eine Halbleiterschichtenfolge (4) umranden.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (3) aus Kupfer, Aluminium, Keramik oder Kalknatronsilikatglas geformt ist.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Schicht mit einer Schichtdicke von maximal 500 µm ausgeformt ist.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflexionspartikel (2) einen mittleren Durchmesser aufweisen, der zwischen 100 nm und 10 µm liegt.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflexionspartikel (2) einen mittleren Durchmesser von 200 nm bis 5 µm aufweisen.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Oberflächenstruktur eines darunter angeordneten Elementes aufweist.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Schicht mit einer Schichtdicke von maximal 200 µm unterhalb eines Konversionselements (5) ausgeformt ist oder wobei die Reflexionsbeschichtung (1000) als Schicht mit einer Schichtdicke von maximal 500 µm ausgeformt ist und das Konversionselement (5) umrandet.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die als teilweise oder vollständig ausgeführte Umrandung eines Konversionselements (5) ausgeformt ist und dessen Seitenquerschnitt zu mindestens 50% bedeckt.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Schichtenfolge aus Titandioxid und Konversionsmaterial aufweist, wobei die Titandioxidschicht zwischen einem Substrat (3) und dem Konversionsmaterial angeordnet ist.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Schichtenfolge aus mindestens vier Schichten aufweist, wobei jede der Schichten jeweils Reflexionspartikel (2) aufweist, wobei die Durchmesser der Reflexionspartikel (2) von Schicht zu Schicht kleiner werden.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflexionspartikel (2) Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid, Bariumsulfat, Orthosilikat, YAG, Hafniumdioxid, Tantaloxid, Nioboxid, Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminiumsiliziumnitrid, AlON, SiAlON sowie deren Derivate und/oder eine Kombination daraus sind.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil der Reflexionspartikel (2) in dem Matrixmaterial (1) mindestens 40 Vol% ist.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Reflektivität von größer oder gleich als 95% oder 97% im Bereich der Wellenlänge von 450 bis 650 nm aufweist.
Anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die reflektive Schicht gleichzeitig als Substrat dient und maximal 10 mm dick ausgeformt ist.
Optoelektronisches Bauelement (200) aufweisend eine anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Optoelektronisches Bauelement (200) nach Anspruch 16, wobei die anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) auf der Oberfläche eines Gehäuses (6), eines Substrats (3), eines Spiegelelements, eines Reflektorelements angeordnet und/oder eine Umrandung eines Konversionselementes (5) und/oder einer Halbleiterschichtenfolge (4) ist.
Optoelektronisches Bauelement (200) nach Anspruch 16 oder 17, das zumindest einen Laser (7) mit zumindest einem Laserstrahl (8) oder eine Leuchtdiode (10) aufweist, die jeweils im Betrieb Strahlung emittiert, wobei die Strahlung an der anorganischen Reflexionsbeschichtung (1000) reflektiert und auf ein Konversionselement (5) trifft, wobei das Konversionselement (5) die Strahlung zumindest teilweise in Strahlung mit veränderter längerer Wellenlänge konvertiert.
Optoelektronisches Bauelement (200) nach Anspruch 16 oder 17, das zumindest einen Laser (7) mit zumindest einem Laserstrahl (8) oder eine Leuchtdiode (10) aufweist, die im Betrieb Strahlung emittiert, wobei die anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) zwischen einem Konversionselement (5) und einem Substrat (3) angeordnet ist und die Strahlung des Lasers (8) oder der Leuchtdiode (10) und/oder konvertierte Strahlung des Konversionselements (5) in Richtung Laser (7) oder Leuchtdiode (10) rückreflektiert und/oder wobei die anorganische Reflexionsbeschichtung bei der Leuchtdiode (10) an der Gehäuseinnenseite und/oder an den Seitenkanten des Konversionselements (5) und/oder an den Seitenkanten der Halbleiterschichtenfolge (4) angeordnet ist und die Strahlung der Leuchtdiode (10) und/oder konvertierte Strahlung des Konversionselements (5) rückreflektiert.
Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Reflexionsbeschichtung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit den Schritten: A) Bereitstellen eines Substrats (3), das Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall oder Metalloxid aufweist oder Bereitstellen eines Konversionselements (5) und/oder einer Halbleiterschichtenfolge (4), und B) Aufbringen eines anorganischen Matrixmaterials (1) auf das Substrat (3) oder als Umrandung des Konversionselementes (5) und/oder auf einer Halbleiterschichtenfolge (4), wobei das anorganische Matrixmaterial (1) Reflexionspartikel (2) eingebettet aufweist, wobei die Reflexionspartikel (2) einen Durchmesser von 1 nm bis 30 µm aufweisen, wobei die anorganische Reflexionsbeschichtung (1000) für ein optoelektronisches Bauelement (200) dient und nach einer Temperaturbehandlung eine Reflektivität von größer oder gleich als 90% aufweist.