特許 5959199 （Ｗ）ＬＥＤ用光コンバータ・システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959199

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】（Ｗ）ＬＥＤ用光コンバータ・システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20160719BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 410

【請求項の数】21

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2011-506606(P2011-506606)

(86)(22)【出願日】2009年4月29日

(65)【公表番号】特表2011-519173(P2011-519173A)

(43)【公表日】2011年6月30日

(86)【国際出願番号】EP2009003108

(87)【国際公開番号】WO2009132837

(87)【国際公開日】20091105

【審査請求日】2010年12月22日

【審判番号】不服2014-19381(P2014-19381/J1)

【審判請求日】2014年9月29日

(31)【優先権主張番号】102008021436.1

(32)【優先日】2008年4月29日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】504299782

【氏名又は名称】ショット アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈｏｔｔ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100096943

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100102808

【弁理士】

【氏名又は名称】高梨 憲通

(74)【代理人】

【識別番号】100128646

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 恒夫

(74)【代理人】

【識別番号】100128668

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 正巳

(72)【発明者】

【氏名】リンド，マティアス

(72)【発明者】

【氏名】パウロウスキ，エジャー

(72)【発明者】

【氏名】ツェタール，トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ヒトラー，ロベルト

【合議体】

【審判長】 河原 英雄

【審判官】 山口 裕之

【審判官】 近藤 幸浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３５９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０８７６６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１１０１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−８８０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３４６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０００４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１５４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L 33/00 - 33/64

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの光電子機能要素（２６０）から放出される放射用の、該光電子機能要素（２６０）上に配置するための複数のコンバータ・モジュール（１００）を有するアレイであって、
前記コンバータ・モジュール（１００）は、
該放出された放射を変換するための、少なくとも１つの無機コンバータ（１）と、
ガラスで形成され、該光電子機能要素（２６０）の放出方向の該コンバータ（１）に対して下流に配置された少なくとも１つの光学部品（２）であって、レンズ、光フィルタ、ディフューザ、光ガイド、プリズム、ＤＯＥおよびコンセントレータから選ばれた光学部品（２）とを含み、
該コンバータ（１）と該光学部品（２）とが互いに直接に接合して接合部品を形成しており、かつ該コンバータ（１）のマトリックス用の材料には、少なくとも１つの無機材料が与えられていることを特徴とするアレイ。

【請求項2】

前記コンバータ（１）が、少なくとも１５０℃の耐熱性を有することをさらに特徴とする請求項１に記載のアレイ。

【請求項3】

前記コンバータ（１）が、少なくとも２５０℃の耐熱性を有することをさらに特徴とする請求項１または２に記載のアレイ。

【請求項4】

前記コンバータ（１）が、光学セラミックス、ガラス・セラミックス、セラミックス化ガラスおよびＰｉＧからなる群より選択された少なくとも１つの材料を含むことをさらに特徴とする請求項３に記載のアレイ。

【請求項5】

前記コンバータ（１）が、少なくとも２段（１１、１２、１３）に設計されており、かつ／または、前記コンバータ（１）が、少なくとも部分的に、コーティング（１４）、少なくとも１つの凹部を設けるように分割されること、および／または、埋め込まれた粒子を有することをさらに特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアレイ。

【請求項6】

前記コンバータ（１）および／または前記光学部品（２）が少なくとも部分的に湾曲して形成され、かつそれらの曲率が互いに一致すること、かつ／または前記光学部品（２）が、少なくとも部分的に、コーティング、少なくとも１つの凹部を設けるように分割されること、および／または埋め込まれた粒子を有することをさらに特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアレイ。

【請求項7】

前記光学部品（２）の材料が、８００℃未満のＴ_ｇを有する少なくとも１種のガラスを含むこと、および／または、
別の光学部品（２１）が、前記光電子機能要素（２６０）の放出方向に対して上流に実装されていることをさらに特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアレイ。

【請求項8】

少なくとも１つのリング（３）が、前記コンバータ・モジュール（１００）の周囲の広がりの上に少なくとも部分的に延在していることをさらに特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアレイ。

【請求項9】

前記リング（３）が金属リング（３）であり、かつ／または該リングが少なくとも部分的に金属コーティング（４）を有することを特徴とする請求項８に記載のアレイ。

【請求項10】

金属層および／またはダイヤモンド層として形成された熱を除去するための少なくとも１つの手段（５）が、前記光電子機能要素（２６０）の放出方向に前記コンバータ（１）に対して上流または下流に配置され、かつ／または前記コンバータ（１）に一体化されていることをさらに特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のアレイ。

【請求項11】

少なくとも１つの光電子機能素子（２６０）から放出される放射用の、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアレイを作製する方法であって、
前記放出された放射を変換するための、少なくとも複数の無機コンバータ（１）であって、該コンバータのマトリックス用の材料には、少なくとも１つの無機材料が与えられているコンバータを用意すること、
ガラスで形成された少なくとも複数の光学部品（２）を用意することであって、該複数のコンバータ（１）と該複数の光学部品（２）とをそれぞれ、または少なくとも部分的にアレイ状に設けること、
該複数のコンバータ（１）と該複数の光学部品（２）とを、該複数のコンバータ（１）と該複数の光学部品（２）が互いに直接に接合して接合部品を形成するように、該複数のコンバータ（１）を加熱し、かつ／または該複数の光学部品（２）を加熱するように接合することで複数のコンバータ・モジュール（１００）を有するアレイを得ることを特徴とする方法。

【請求項12】

前記コンバータ（１）および／または前記光学部品（２）を、モールド成形として設けること、または、
前記コンバータ（１）および／または前記光学部品（２）を、バルク材料として設け、型の中に位置決めすること、および／または、
前記コンバータ（１）および／または前記光学部品（２）を、前記バルク材料を圧縮および加熱することによって形成すること、および／または、
前記コンバータ（１）および／または前記光学部品（２）を、互いに付着して合成物を形成するまで加熱することをさらに特徴とする請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記光学部品（２）をガラス・ゴブ（２）として設けることをさらに特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ガラス・ゴブ（２）を、前記コンバータ（１）上に配置または押し付け、かつ／または前記コンバータ（１）に接合させ、かつ／または、
前記ガラス・ゴブ（２）を、「噴射」法によって設け、かつ／または、
該ガラスが、前記光学部品（２）が形成される粘度に達するまで前記ガラス・ゴブ（２）を加熱することをさらに特徴とする請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

少なくとも１つの境界（５０）を、前記ガラス・ゴブ（２）の画定された溶解のために設けることであって、前記光学部品（２）が導入されることになる前記コンバータ（１）の面における前記境界（５０）を設けることをさらに特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。

【請求項16】

前記光学部品（２）が導入または形成されることになる前記コンバータ（１）の面を少なくとも１つの凹部を設けるように分割することによって前記境界（５０）を設けること、および／または、
材料を除去する方法および／または材料を導入する方法によって前記境界（５０）が作製されること、および／または、
一種のテンプレートを前記コンバータ（１）の直ぐ上または前記コンバータ（１）上に位置決めすることによって前記境界（５０）を設けることをさらに特徴とする請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記コンバータ（１）を、型（６０）の上に位置決めし、かつ前記コンバータ（１）の材料が、前記コンバータ（１）が該型（６０）の中へ沈下する粘度に達するまで加熱すること、および／または、
前記光学部品（２）を、ガラス・ゴブ（２）として設け、型（６０）上に前記コンバータ（１）と一緒に位置決めすること、および／または、
該ガラスが、前記光学部品（２）が形成される粘度に達するまでガラス・ゴブ（２）を加熱すること、および／または、
ガラス・ゴブ（２）および前記コンバータ（１）を、前記コンバータ（１）およびガラス・ゴブ（２）がそれぞれ型（６０）の中へ沈下して合成物を形成する粘度に達するまで加熱することをさらに特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記コンバータ（１）および／または前記光学部品（２）を、圧縮により、またはブランク・プレスによって作製すること、および／または、
前記コンバータ（１）と前記光学部品（２）とを、接着および／または焼結によって接合すること、および／または、
前記光学部品（２）を、少なくとも部分的に、圧縮および接合によって形成することをさらに特徴とする請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

少なくとも１つのリング（３）を設け、これがコンバータ・モジュール（１００）の周囲の広がりの上に少なくとも部分的に延在し、および／または、
金属層またはダイヤモンド層で作成されたグリッドまたは網目構造を、熱を除去するための少なくとも１つの手段（５）として設けること、および／または、
前記光学部品（２）および／または前記コンバータ（１）を少なくとも部分的に製造することをさらに特徴とする請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

前記リング（３）が金属リング（３）であり、かつ／または少なくとも部分的にコーティング（４）またはクラッディングを施される請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記光学部品（２）および／または前記コンバータ（１）を、少なくとも部分的に、少なくとも１つの凹部を設けるように分割すること、コーティング、平滑化、および／または研磨して製造することをさらに特徴とする請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤ、好ましくは、いわゆる（Ｗ）ＬＥＤ用光コンバータ・システムと、当該光コンバータ・システムを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ＬＥＤ、コンバータおよび光学素子を有するシステムは、いわゆる成型加工により、パッケージとも呼ばれる容器の中に一緒に配置される。よく知られている方法では、パッケージは、個々の構成要素から直接構成され、次いで、それらが互いにしっかりと接合される。一般に、シリコーン樹脂がこの目的に用いられる。そのようなシステムは、例えばドイツ特許第１０ ２００５ ００９ ０６６ Ａ１号の文献の中に説明されている。

【0003】

そのようなシステムの基本的には有機的特性に基づく不都合は、その耐温度性が劣ることであり、一般に約１００℃の値しか達成されない。耐温度性が劣るため、そのようなシステムは特定の条件下でしかはんだ処理と適合せず、というのは、そのようなプロセスは、高熱の発生をもたらす、あるいは必要とするからである。具体的には、ＬＥＤチップで現在用いられているいわゆる接合温度が、現行の最高温度１００〜１５０℃から２００℃へ上昇すると、従来技術で用いられる材料をこれ以上利用することができない。

【0004】

また、そのようなシステムはＵＶに対して耐性がない。さらに、そのようなパッケージは密閉されていることもなく、したがって湿気などの環境の影響を受けやすい。しかし、半導体部品の複雑さおよび様々な用途が増加することにより、気密形パッケージが必要とされる。この例には、ＬＤおよび光検出器あるいはカラーモニタを有するＬＥＤがある。

【0005】

既知のシステムの別の不都合は、それらが老化に強くないという事実に基づく。具体的には、プラスチックのいわゆる脱ガス効果が半導体チップの老化をもたらす。現在使用されている材料の場合、放射光の好ましくは低い波長が、光学的性質および付着メカニズムの劣化をもたらす。また、用いられるプラスチックの、特に１Ｗ／ｍＫ未満の範囲にある低い熱導電率も不都合である。

【0006】

個々の構成要素は、一般に、互いにしっかりと接合されてパッケージで提供される。また、特に個々の構成要素の屈折率を、互いに柔軟に一致させること、および光の波長に対して柔軟に一致させることも、単に非常に困難であり、あるいは一般に不可能である。別の不都合に、個々の構成要素を組み立てなければならないので、製造における経費の増加がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ドイツ特許第１０ ２００５ ００９ ０６６ Ａ１号

【特許文献2】０８ＳＧＬ００６０ＤＥＰ，Ｐ３０６３「Ｈｏｕｓｉｎｇ ｆｏｒ ＬＥＤｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ」という名称の特許出願

【特許文献3】０８ＳＧＬ００９７ＤＥＰ，Ｐ３１７９「Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｆｏｒ ａ ｗｈｉｔｅ ｏｒ ｃｏｌｏｒｅｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ， ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｈｅｒｅｏｆ， ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ」という名称の特許出願

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、この背景に対して、本発明の目的は、具体的にはＬＥＤ用または（Ｗ）ＬＥＤ用である放射を放出する構成要素向けの、少なくとも従来技術の前述の不都合を回避する光コンバータ・システムまたはコンバータ・モジュールおよびそのようなシステムの製造方法を提供することである。

【0009】

具体的には、本発明は、将来の技術的傾向にも適合するはずであり、大量生産にも特に適することになる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

これらの目的は、このコンバータ・モジュールおよび独立請求項による方法によって達成される。有利な実施形態は、それぞれの従属請求項の対象である。

【0011】

本発明の範囲内で、少なくとも１つの光電子機能要素から放出された放射用および／または受け取られる放射用のコンバータ・モジュールであって、好ましくはＬＥＤである光電子機能要素上に配置するためのコンバータ・モジュールが存在し、
放出された放射および／または受け取られる放射を変換するための、少なくとも１つの好ましくは無機のコンバータと、
具体的にはガラスである無機材料を好ましくは含み、光電子機能要素の放出方向でコンバータに対して下流および／または上流に配置された少なくとも１つの光学部品とを備え、それによって、
コンバータと光学部品とが、互いに隣接して接合され、あるいは少なくとも部分的に接合される。コンバータと光学部品とは、好ましくは結合力のあるやり方で互いに接合される。

【0012】

ここで、放射を放出する光電子構成要素に対して確立された方向は、ここでは放出方向であり、単に放射を受け取る光電子構成要素にも当てはまることをさらに明確にしておく。

【0013】

また、本発明は、少なくとも１つの光電子機能要素から放出された放射用ならびに／あるいは、
放出された放射および／または受け取られる放射を変換するための、少なくとも１つのコンバータを設けること、
少なくとも１つの光学部品を設けること、
コンバータと光学部品とが互いに付着して合成物を形成するようにコンバータおよび／または光学部品を加熱するやり方でコンバータと光学部品とを接合することを含むＬＥＤから好ましくは受け取る放射用の、コンバータ・モジュールを作製する方法に及ぶ。

【0014】

好ましくは、コンバータおよび／または光学部品が少なくとも部分的に軟化するように、コンバータおよび／または光学部品は加熱される。

【0015】

本発明によるコンバータ・モジュールは、特に本発明による方法で作製することができ、もしくは作製される。本発明による方法は、本発明によるコンバータ・モジュールの製造用に好ましくは設計される。本発明の一実施形態では、本発明による複数のコンバータ・モジュールが、１つのアレイまたは１つのラインで提供され、かつ／または作製される。

【0016】

コンバータ・モジュールは、少なくとも２つの構成要素で形成される。これら２つの構成要素は、コンバータの構成要素としての光学部品およびコンバータである。コンバータ・モジュールはマルチコンポーネント・システムである。個々の構成要素または要素は、構造上１つの機能ユニットへと接合されてコンバータ・モジュールを形成する。構成要素は、それらの機能に関連して互いに適合される。したがってコンバータ・モジュールは、個別の構成要素である。コンバータ・モジュールは、変換のために部分的に発光物質が組み込まれている例えばレンズなどの光学部品として理解されるべきではない。コンバータ・モジュールは、モジュールで構成された光電子構成要素用のモジュールである。したがって、コンバータ・モジュールは、コンバータ・モジュールまたは光コンバータ・システムとしても示されることになる。コンバータ・モジュールの全高は、約０．４ｍｍから１０ｍｍの範囲にある。また、コンバータ・モジュールは、約１ｍｍから２０ｍｍの平均直径を有する。一実施形態では、コンバータ・モジュールは、無機コンバータ・モジュールまたは実質的に無機のコンバータ・モジュールである。

【0017】

一実施形態では、コンバータ・モジュールは、光エレクトロニクス機能要素によって放出された放射および／または受け取られる放射に対する通過領域の上に位置決めし、かつ／または取り付けることができるように設計される。ある用途では、コンバータ・モジュールは、パッケージとも呼ばれる容器用の一種の蓋、カバー、または栓である。コンバータ・モジュールは、容器に接合され得る。この場合、コンバータ・モジュールは、容器または光電子機能要素上に直接配置され得る。しかし、コンバータ・モジュールは、そのモジュール式の特性により、容器または光電子機能要素上にアダプタを介して配置することもできる。好ましくは、少なくとも１つの光エレクトロニクス機能要素がパッケージの中に配置される。パッケージは、ＧＴＭＳ（「ガラス金属封じ」）パッケージ、Ｓｉパッケージ、プラスチック・パッケージ、および／または、セラミックス・パッケージであり得る。パッケージは、好ましくは「Ｈｏｕｓｉｎｇ ｆｏｒ ＬＥＤｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ」という名称の特許出願で説明されているパッケージである。この挙げられた特許出願は、本特許出願と同じ日に出願されており、内部ファイル番号０８ＳＧＬ００６０ＤＥＰまたはＰ３０６３を有する。この特許出願の範囲の全体が本特許出願に組み込まれる。

【0018】

光電子機能要素は、放射を放出し、かつ／または放射を受け取る構成要素である。好ましくは、この機能要素はチップとして設計される。この機能要素は、ＬＥＤ、フォトダイオードおよびレーザダイオードの群から選択された少なくとも１つの構成要素である。第１の好ましいＬＥＤは、約３７０ｎｍから約４１０ｎｍの範囲の放射を有する。第２の好ましいＬＥＤは、約４４０ｎｍから約４８０ｎｍの範囲の放射を有する。本発明によるコンバータ・モジュールの用途は、好ましくは約５Ｗを上回る電力の高出力を有するＬＥＤにも特に適切であり、というのは、これらのＬＥＤでは、効率的な熱の引出しが必要であり、また、容器に加えてコンバータ・モジュールも十分に熱安定性でなければならないからである。

【0019】

このコンバータ・モジュールは、光エレクトロニクス機能要素上および／または容器上へ配置するのに適する。一方では、コンバータまたはコンバータ・モジュールは、ＬＥＤまたは光電子構成要素上に直接配置することができる。コンバータはＬＥＤに接する。代替形態として、コンバータまたはコンバータ・モジュールは、ＬＥＤから離して配置することができる。

【0020】

コンバータは、１次放射の少なくとも一部分を一次放射とは異なる波長を有する２次放射に変換する。一方では、１次放射は、光電子機能要素から放出され得る。他方では、２次放射は、光電子機能要素によって受け取られ得る。この場合、まず、光エレクトロニクス機能要素とコンバータとの間の相互作用が重要である。具体的には、コンバータによって放出された１次放射と２次放射との間の相互作用が重要である。

【0021】

ＬＥＤなど、放射を放出する光電子機能要素の場合、好ましい実施形態では、光電子機能要素とコンバータとの間の相互作用の結果として、いわゆる白色ＬＥＤが得られる。受波器から放出された光は、白色光として感知される。（Ｗ）ＬＥＤと命名されたＬＥＤが形成される。この場合、加法混色によって白色光が形成される。

【0022】

一実施形態では、コンバータは、無機コンバータまたは実質的に無機のコンバータである。無機コンバータまたは実質的に無機のコンバータは、その熱的特性および／または変換特性が、その無機の構成要素によって長期間の後に決定されるコンバータである。具体的には、発光物質が組み込まれているマトリックス用の材料には、少なくとも１つの無機材料が与えられる。その無機材料は、少なくとも約１５０℃まで、好ましくは約２５０℃まで、特に好ましくは約５００℃までの耐温度性を有する。適用範囲は、特に好ましくは約−８０℃から約５００℃の範囲内にある。温度の関数としての色座標における変化は、既知の有機材料と比較して低減される。また、無機材料は、通常の有機的コンバータ材料と比較して約１Ｗ／ｍＫを上回る明らかにより大きな熱伝導率を有する。コンバータは、約１．５から２．０の範囲内の屈折率を有する。コンバータは、約５００℃より高いＴ_ｇ（ガラス遷移温度）を有する。コンバータは、その１次放射または１次放射の少なくとも一部分を、少なくともより長い波長の２次放射に変換する特性を有する。コンバータは、対応する発光材料、発光物質もしくは結晶（例えばＣｅ：ＹＡＧ）の埋込みもしくはドーピングによる変換特性および／またはその構造組立品もしくは結晶構造による変換特性を有する。コンバータは、光セラミックス、ガラス・セラミックス、セラミックス化ガラスおよびＰｉＧ（ガラス中の蛍光体）の群から選択された少なくとも１つの材料から成り、あるいはこの少なくとも１つの材料を含む。好ましくは、コンバータ用の材料は、「Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｆｏｒ ａ ｗｈｉｔｅ ｏｒ ｃｏｌｏｒｅｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ， ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｈｅｒｅｏｆ， ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ」という名称の特許出願に説明されている少なくとも１つの材料である。挙げられた特許出願は、本特許出願と同じ日に出願されており、内部ファイル番号０８ＳＧＬ００９７ＤＥＰまたはＰ３１７９を有する。この特許出願の範囲の全体が本特許出願に組み込まれる。

【0023】

一般に、コンバータは、一種のプレートまたはコンバータ・プレートである。コンバータは、一般に用いられる温度では、基本的に可塑的に変形することはできない。一実施形態では、コンバータは多段または多層に設計される。そのような場合、コンバータは少なくとも２段または２層である。個々の層が、特に変換されるべき１次放射および／または生成された２次放射に対して別々の変換特性を有することができる。しかし、散乱中心および／またはディフューザ中心も個々の層の中に存在し得る。

【0024】

コンバータは、例えば、外側の少なくとも１つのコーティング、表面の少なくとも１つの構造または構造体、および／またはそのバルクまたはボリュームに埋め込まれた粒子を有することができる。例えば、コーティングは反射防止層、特に波長選択型の反射防止層でよく、好ましくはコンバータの下側に配置される。さらに、コンバータの、好ましくは頂面にあるコーティングは、例えば色スペクトルを均質にするために、例えば反射防止コーティングまたは帯域フィルタである光フィルタを伴って作製されてもよい。構造は、例えば、好ましくはその底面および／またはその頂面に、粗面化によって処理されたコンバータの表面を含むことができる。コンバータの表面は、デカップリング効率を向上させるために、例えばエッチングおよび／またはサンドブラストにより、標的として粗面化することができる。散乱中心および／またはディフューザ中心は、埋め込まれた粒子の例である。したがって、一実施形態では、コンバータまたはコンバータの少なくとも１つの層は、コーティング、構造および／または埋め込まれた粒子を、具体的には、少なくとも部分的もしくは完全に、好ましくは頂面および／または底面に有する。このために、コンバータの表面は平滑化、エッチング、粗面化、研磨、および／または研削することもできる。

【0025】

一般に、コンバータの高さまたは厚さは、約０．０５ｍｍから１ｍｍの範囲内にある。本発明による一変形形態では、コンバータは、平面状または実質的に平面状である。別の変形形態では、コンバータは平面状ではない。コンバータ１は、湾曲して、もしくは部分的に湾曲して設計される。また、一実施形態では、光学部品は、湾曲している、あるいは部分的に湾曲している。光学部品の曲率は、好ましくはコンバータの曲率に合わせられる。

【0026】

さらに、コンバータの屈折率および光学部品の屈折率も互いに合致させる。コンバータの屈折率と光学部品の屈折率との間の差は、この場合総計０．４未満であり、好ましくは０．１未満である。

【0027】

次に、光電子機能要素、コンバータおよび光学部品の相互作用も重要である。コンバータと光学部品とは、互いに直接的または間接的に接合される。しかし、好ましくは、コンバータと光学部品とは、互いに直接接合される。それらは、特に、結合力のあるやり方で互いに接合される。「互いに隣接したコンバータおよび光学部品」という言い回しも、接着剤、はんだまたは結合剤を介した接触を意味するように理解される。光学部品は、１次放射および／または２次放射に対して実質的に透過性である。一実施形態では、光学部品は、ＬＥＤからの放射およびコンバータから放出された放射に対して実質的に透過性である。

【0028】

光学部品は、コンバータおよび／または光電子機能要素から放出された放射のビーム経路、および／またはそれによって受け取られる放射の経路に、目標とされたやり方で影響を及ぼす、具体的には導き、かつ／または偏向する構成要素である。例えば、影響は、屈折、反射、散乱および／または回折によって引き起こされる、光の直線状の伝搬からの偏向である。

【0029】

光学部品は、例えば、凹レンズおよび／または凸レンズ、光フィルタ、ディフューザ、光ガイド、プリズム、いわゆるＤＯＥ（「回折性光学要素」）および／またはコンセントレータなどの像を作る特性を有する光学システムとして設計される。光学部品がコンセントレータとして設計される場合、本発明の変形形態では、コンバータの頂面上に、またはコンバータに対して下流に配置される。この場合、別の実施形態では、レンズなどのさらに別の光学部品が、コンセントレータ上に、もしくはコンセントレータに対して下流に配置される。コンセントレータは、ガラスおよび／またはプラスチックから成り、あるいはガラスおよび／またはプラスチックを含む。

【0030】

上記で列挙された光学部品の実施例の枚挙は、総括的なものではない。以下では、光学部品は光学素子とも呼ばれる。光学部品は、具体的には、プレートまたはガラス・プレートなどの「要素」、特にシーリング、カバーまたはシェルとして理解されるべきではない。しかし、光学部品は、透明プレートまたはガラス・プレートなどの「単純な」ユニットでも、適切な設計または処理により、例えばその表面および／またはボリュームによって、光に影響を及ぼす所望の特性を有するならば可である。ユニットは、例えば、外側の面、少なくとも１つの表面の構造もしくは構造体および／または材料の中に埋め込まれた粒子上に少なくとも１つのコーティングを有することができる。コーティングは、例えば、具体的には波長選択性の反射防止層でよい。構造は、例えば粗面化によって処理される光学部品の表面であり得る。散乱中心および／またはディフューザ中心は、埋め込まれた粒子の例である。したがって、一実施形態では、光学部品は、頂面および／または底面に、コーティング、構造および／または埋め込まれた粒子を、具体的には少なくとも部分的または完全に有する。このために、光学部品の表面は、エッチング、平滑化、粗面化、研磨、および／または研削することができる。しかし、光学部品は、透明プレートまたはガラス・プレートなどの「単純な」ユニットでも、このプレートが光に影響を及ぼす実際の光学部品への一種の遷移またはその導入を示すならば可である。次いで、光学部品は、コンバータへ間接的に接合されることになる。このユニットも、コンバータへ間接的に接合することができる。

【0031】

光学部品は、約８００℃未満のＴ_ｇ（ガラス遷移温度）を有する。光学部品の材料またはガラスは、コンバータのＴ_ｇより約５０℃から３００℃低いＴ_ｇを有する。一実施形態では、光学部品は、無機光学部品または実質的に無機の光学部品であり、あるいはガラス製の光学部品またはガラスを含む光学部品である。一実施形態では、ガラスは乳白ガラスである。光学部品のガラスは、好ましくはガラスである少なくとも１つの材料であり、約８００℃未満の、具体的にはコンバータ・モジュールを作製する方法の関数としてのＴ_ｇを有する。これの実施例は、ＳＣＨＯＴＴの８３３７、Ｐ−ＳＫ ５７、８２５０およびＰ−ＬＡＳＦ ４７である。光学部品の材料は、例えばサファイアなど、無機の、単結晶または多結晶の材料でもあり得る。光学部品の材料は、約１．４から２．０の範囲の屈折率を有する。また、光学部品の材料は、約４００℃を上回る温度安定性を有する。

【0032】

一実施形態では、光学部品は、複数のより小さな光学部品で形成される。この場合、これらは、好ましくはコンバータ上の１つの面に配置される。

【0033】

本発明の拡張では、本発明によるコンバータ・モジュールは別の光学部品を有し、これはコンバータの反対側の面上に配置される。この別の光学部品は、光電子機能要素の放出方向でコンバータに対して上流または下流に実装される。例えば、ＬＥＤから放出された光は、凸レンズによってコンバータ上に束ねられ得る。この別の光学部品は、この場合、前述の第１の光学部品と同一の特性を有してよく、あるいは前述の第１の光学部品と同様に設けられてよい。繰返しを避けるために、したがって説明の該当する部分が言及される。一実施形態では、コンセントレータは、好ましくは別の光学部品として、具体的にはＬＥＤから放出された光を束ねるために、コンバータの底面上に、またはコンバータに対して上流に配置される。

【0034】

本発明による一実施形態では、コンバータ・モジュールは、好ましくは金属リングである少なくとも１つのリングを有し、これは、コンバータ・モジュールの周囲の広がりの上に少なくとも部分的に、または完全に及ぶ。一方では、リングは、光学部品の画定された溶解または熔解に対する境界を表すことができる。したがって、リングは、一般に光学部品が設けられる前、または光学部品を形成するためにガラス・ゴブが溶解される前に設けられる。他方では、リングは、コンバータ・モジュールに対する一種の支持体である。また、容器を、リングによってコンバータ・モジュールに接合することができる。

【0035】

リングは、一般に、コンバータならびに光学部品のどちらにも与えられる。リングは、コンバータ・モジュール向けの冷却ユニットとしても働くことができる。したがって、後者は、好ましくは適切な熱導電率を有する金属または合金などの材料を有する。リングは、好ましくは約１０Ｗ／ｍＫの熱導電率を有する。リングは、容器の機能またはコンバータ・モジュールを容器と接合する機能として用いられ、あるいは用いられない。

【0036】

本発明の別の実施形態では、リングは、少なくとも部分的または完全に、好ましくは金属コーティングまたはクラッディングを有する。コーティングは、好ましくはメタライジングである。金属コーティングまたはクラッディングは、具体的には外側の空き部分上に配置される。詳細には、容器への接触領域または容器上の座面は、コーティングまたはクラッディングを施される。コーティングまたはクラッディングは、容器と接合するためのはんだ材料などのリングおよび／または結合剤向けの防食である。

【0037】

コンバータ・モジュールの別の設計は、熱を引き出すための少なくとも１つの手段を有する。この手段は、例えば、少なくとも１つの金属層および／またはダイヤモンド層（例えば「人造ダイヤモンド」）によって設けられる。例えば、高熱伝導性を有する金属の１つは銅である。この手段は、一種の電線または導体として設けられ、好ましくは一種の網状組織またはグリッドとして形成される。この手段は、熱的母線とも呼ばれ得るプリント回路を含むことができる。この手段は、コンバータの底面、コンバータの頂面および／またはコンバータに一体化される。いわゆるアレイの場合には、この手段は、基本的に光学部品間で動作する。一実施形態では、この手段は、光学部品のまわりで動作する。

【0038】

本発明の拡張では、光学部品は、少なくとも部分的に処理され、もしくは扱われる。好ましくは、光学部品の頂面および／または底面が処理される。処理は、構造化および／またはコーティングであり、あるいは構造化および／またはコーティングを含むことができる。例えば、照明の改善を達成するために、光学部品を粗面化することができる。拡散反射の向上が得られる。すなわち、特定の方向から入射する光が、多くの異なる方向へ散乱する。しかし、光学部品も、具体的には波長選択性であって反射するように設計することができる。

【0039】

一実施形態では、コンバータ、コンバータの材料、ガラス・ゴブ、光学部品、光学部品の材料および／またはリングの材料が、いわゆる「ピック・アンド・プレイス・プロセス」によって供給または位置決めされる。

【0040】

一実施形態では、少なくとも１つのコンバータおよび／または少なくとも１つの光学部品もしくは少なくとも１つのガラス・ゴブもしくは少なくとも１つの予備成形物を持ち上げるための型が設けられる。上記に挙げられたそれぞれの構成要素は、型上または型の中への位置決めによって設けられる。型上の位置決めは、構成要素が型の表面上に配置されることを意味するものと理解される。構成要素の底面の部分または少なくとも１つの部分は、型の表面に接している。

【0041】

本発明の一態様によれば、光学部品は最初のステップで設けられる。この場合、光学部品は溶解によって設けられる。光学部品を設けることは、型を設けること、型上または型の中にガラス・ゴブを位置決めすること、および材料が自由に流れて光学部品が形成される粘度に材料が達するまでガラス・ゴブを加熱することを含む。この場合、材料が、好ましくは型の中へ沈下する。ここで、光学部品は、ガラス・ゴブまたは予備成形物としても設けることができ、次いで、溶解（「リフロー」）により、これから光学部品が形成される。繰返しを避けるために、この点に関して以下の対応する説明が言及される。

【0042】

続いて、光学部品の処理、特に表面処理が行なわれる。光学部品の特性が、処理によって改善および／または調整される。処理の後、光学部品が、設けられたコンバータに接合される。

【0043】

処理に関する第１の可能性は、好ましくはＨＦおよび／またはＨＣ１によって光学部品をエッチングすることである。光学部品がディフューザの特性も有するとき、エッチングが有利であると判明している。この機能をもたらすための光学部品のさらなる処理は、もはや不要である。

【0044】

しかし、特に滑らかな表面を得るべきであるなら、具体的には、続いて、光学部品の表面の平滑化または研磨、好ましくは火造りを行なうことができる。

【0045】

光学部品を削ることは、別の可能性を示す。光学部品の表面は、平滑化、粗面化することができ、また、具体的には、構造体は研削によっても作製することができる。表面の粗さをもたらすことができ、その結果、ディフューザの特性が形成される。他方では、コンバータが配置されることになる光学部品の面は削られてもよく、好ましくは平面状に削られ、かつ／または研磨される。

【0046】

コンバータまたはコンバータの材料は、光学部品上に、好ましくは光学部品の底面上に導入することにより設けられる。コンバータは、スクリーン・プリントなどのプリントおよび／またはテンプレート、分配、焼結、好ましくは成形体もしくは予備成形物および／またはフォイルの積層によって設けられる。フォイルは、例えば、スリップ注型法によって細長片の形で設けることができる。

【0047】

非焼結ＰｉＧ用など、光学部品の非焼結の実施形態では、コンバータはプリント、ラミネート加工、焼結、焼結および／または分配によって設けられる。ＰｉＧ用および／またはセラミックス化ガラス用および／またはガラス・セラミックス用などの予備焼結された実施形態では、コンバータは、テープおよび／または焼結体として設けられる。有機的コンバータを設けることは、別の代替形態を示す。

【0048】

コンバータと光学部品とは、後続のステップで互いに接合される。接合は、コンバータを焼結させることにより好ましくは達成される。焼結は、圧力を用いて、あるいは圧力を用いることなく行なうことができる。

【0049】

本発明の別の態様によれば、まずコンバータは最初のステップで設けられる。第１の実施形態では、コンバータは、層または一種のプレートとして設けられる。ここで、コンバータはモールド成形である。したがって、コンバータは、基本的に寸法が安定している。モールド成形は、それ自体で安定性を有する。この場合、モールド成形は寸法的に安定し得るが、それでもなお変形可能である。コンバータは、好ましくは型の中で位置決めされる。

【0050】

別の実施形態では、コンバータは、好ましくはＰｉＧコンバータの場合、最初は注げる材料として与えられ、型の中に位置決めまたは導入される。注げる材料は、例えば一種の粉末または小玉または粒などの基本的に小さなコンバータ粒子として与えられる材料である。

【0051】

後続のステップで、注げる材料または粒子を圧縮することにより、コンバータまたはコンバータの構成が形成される。粒子は互いに機械的に付着する。モールド成形が形成される。加えられる圧力に基づいて、これは、実際、粒子の接触面で粒子の一種の冷間圧接をもたらすことができる。圧縮および／または圧縮後に加えて、コンバータを形成する形成されたモールド成形または注げる材料は、粒子が互いに付着するように加熱することができる。したがって、コンバータは、焼結法によって設けられ、もしくは作製される。

【0052】

光学部品は、次の方法ステップで設けられる。この場合、光学部品はコンバータ上に位置決めされる。

【0053】

一実施形態では、光学部品はそのまま設けられる。この場合、光学部品は、基本的に既にその「最終的な」構成を有する。コンバータおよび／または光学部品は、それらが互いに付着して合成物を形成するように加熱される。それらは焼結によって接合される。

【0054】

別の実施形態では、光学部品は、光学部品が形成される注げる材料を圧縮および／または加熱することによって形成される。したがって、光学部品は、焼結法によって同様に作製される。それは、いわば一種の２ステップの焼結である。

【0055】

一種の１ステップの焼結を示す別の実施形態では、型は順次に充填される。コンバータおよび光学部品は、コンバータを形成することになる材料で最初に型が充填され、次いで、光学部品を形成することになる材料で型が充填されるように設けられる。２つの材料のそれぞれが、好ましくは注げる材料である。一方では、コンバータおよび光学部品は、２つの材料の共通の圧縮および／または加熱によって形成され、コンバータおよび光学部品で作製される合成物もこれと同時に形成される。

【0056】

本発明の別の実施形態では、光学部品がガラス・ゴブまたは予備成形物として設けられるように、光学部品が設けられる。ガラス・ゴブは、ガラス部分とも呼ばれる。

【0057】

ガラス・ゴブまたは予備成形物はモールド成形であり、これから加熱または溶解によって光学部品が形成または成形される。光学部品は、モールド成形またはガラス・ゴブの、加熱に起因する粘度の低下による、画定された崩壊または相互に折りたたむことにより形成される。モールド成形の形状は、形成されるべき光学部品の形状に適合させることができる。モールド成形は多孔性でもあり得る。モールド成形は複部構成でもあり得る。この場合、一実施形態では、ガラス・ゴブまたは予備成形物は、コンバータ上に配置され、コンバータに対して圧縮および／または接合される。

【0058】

別の実施形態では、ガラス・ゴブまたは予備成形物は、いわゆる「噴射」法によって設けられる。この名前は、ガラスまたは材料が、いわば噴霧され、または滴下的に与えられ得るような低粘度の状態で設けられる方法を示す。この粘度は、約１０^２ｄＰａｓから約１０^４ｄＰａｓの範囲にある。説明のために、挙げられた「噴射」法は、例えばインクジェット・プリンタの動作モードに似ている。

【0059】

別の実施形態では、ガラス・ゴブまたは予備成形物は、構造化またはいわゆる微細構造化によって設けられる。このために、一変形形態では、好ましくはプレートである硝子体または対象物は、コンバータ上に配置され、かつ／あるいは例えばＰＶＤ（「物理的気相成長法」）などの堆積法によってコンバータ上に作製される。挙げられた第１の形式では、硝子体または対象物は、コンバータ上に配置され、圧縮され、かつ／または例えば焼結によってコンバータと接合される。任意選択で、硝子体または対象物は、コンバータに付着する粘度を達成する、もしくは有するまで、構造化に先立って加熱され、あるいは加熱されることになる。硝子体または対象物は、コンバータ上に「焼結される」。ガラス・ゴブまたは予備成形物は、材料研磨法によって作製される。この場合、本方法は、１）硝子体または対象物上へマスクを導入し、これでガラス・ゴブまたは予備成形物の構造体をマッピングするステップと、２）リフトオフ技術によって、硝子体または対象物の自由存在領域を除去するステップと、３）マスクを除去するステップとを含む。ガラス・ゴブまたは予備成形物がコンバータ上に残る。構造化の別の変形形態では、最初にマスクがコンバータ上に導入され、これがガラス・ゴブまたは予備成形物の構造をマッピングする。次のステップで、硝子体または対象物が、例えばＰＶＤ（「物理的気相成長法」）などの堆積法によってコンバータ上に堆積される。マスク、すなわちコンバータを覆うマスクの領域が、いわゆるリフトオフ法によって除去される。ガラス・ゴブまたは予備成形物がコンバータ上に残る。

【0060】

別の実施形態では、材料がコンバータに付着する粘度を達成する、もしくは有するまで、ガラス・ゴブまたは予備成形物が加熱される。ガラス・ゴブまたは予備成形物が、コンバータ上に「焼結される」。合成物が形成される。

【0061】

次のステップで、ガラス・ゴブまたは予備成形物が加熱され、熔融状態または低粘度になったとき、第１の光学部品が好ましくは実質的に半球のレンズとして形成される。そのような溶解は、いわゆる「リフロー」と命名される。したがって、材料が約１０^３ｄＰａｓから約１０^８ｄＰａｓの範囲内の粘度へと加熱される場合、画定された光学部品を形成することができる。このために、光学部品の材料またはガラスは、コンバータのＴ_ｇより約５０℃から３００℃低いＴ_ｇを有する。

【0062】

画定されたやり方でガラス・ゴブまたは予備成形物を溶解することができるように、その上に光学部品が導入されることになるコンバータの面の上および／または面上に、諸境界または少なくとも１つの境界が設けられ、もしくは配置されることになる。境界は、ガラス・ゴブまたは予備成形物の崩壊または溶解のための一種の境界線または型インサートであり、その結果、光学部品を、表面張力に基づいて画定されたやり方で形成することができる。光学部品として、好ましくは凸レンズが実質的に形成される。境界は、ガラス・ゴブまたは予備成形物の周囲の広がりの上に、少なくとも部分的に、もしくは基本的に完全に及ぶ。境界は、サイズ、および形成されている光学部品の形状に関して境界線を画定する。少なくとも光学部品のベース領域には、境界の形状およびサイズが形成される。

【0063】

一実施形態では、境界は、その上に光学部品が導入または形成されることになるコンバータの表面または面における不連続部である。境界は、例えば平面状の面における一種の不連続部である。好ましくは、複数のより小さな光学部品も、このようにしてコンバータ上に作製され得る。

【0064】

境界は、光学部品が導入または形成されることになるコンバータの面の構造化によって作製される。

【0065】

この場合、一実施形態では、コンバータの対応する面上に、突起した構造体または横材が作製される。一実施形態では、境界は、相加法または材料付与法によって作製されることになる。境界を作製するための一実施形態は、個別の層を導入するものである。個別の層を形成するための材料は、金属、ガラスおよびガラス・セラミックスを含む群から選択された少なくとも１つの材料である。境界は、例えば気相成長などのコーティング・プロセス、ならびに／あるいは付着および／または焼結などの結合、ならびに／あるいはスクリーン・プリントによって導入される。

【0066】

別の実施形態では、境界は、材料切断法またはコンバータに対応して構成された生産方式によって作製される。この場合、コンバータの対応する面上に、スロットおよび／または溝などの凹部が作製または導入される。これらは、いわゆる「Ｖ字型溝」と命名される。境界は、例えば、サンドブラスト、ＲＩＥ（「リアクティブ・イオン・エッチング」）などのエッチング、超音波加工、切断、および／またはレーザ・アブレーションによって導入される。

【0067】

別の実施形態では、一種のテンプレートを位置決めすることによって境界が設けられ、このテンプレートは、好ましくはコンバータの頂面の直ぐ上または頂面上に位置決めされる。テンプレートは、溶解の後に、好ましくは再び除去することができる。テンプレートは、好ましくは、少なくとも粘着性のガラス・ゴブまたは粘着性の予備成形物に付着しない材料から成る。一実施例は黒鉛である。次にテンプレートが固定される。

【0068】

別の実施形態では、最初のステップで光学部品がまず設けられる。この場合、第１の光学部品は、基本的にその「最終的な」構成を既に有している。

【0069】

後続の方法ステップで、次にコンバータが設けられて光学部品と接合される。光学部品はコンバータ上に与えられることになる。コンバータを導入するのに可能な方法には、スクリーン・プリント、熱分解、フォイルの導入、フレーム熱分解、および／またはＣＶＤ（「化学的気相成長法」）プロセスおよび／またはいわゆる微細構造ガラスの導入がある。

【0070】

本発明の別の態様によれば、コンバータは、好ましくはモールド成形として型によって位置決めされる。次のステップで、コンバータが型の中へ沈下する粘度にコンバータの材料が達するまで、少なくともコンバータが加熱される。したがって、材料が約１０^５ｄＰａｓから約１０^８ｄＰａｓの範囲内の粘度へと加熱される場合、画定されたやり方でコンバータを形成することができる。コンバータの画定された弛みを可能にするために、コンバータは、約０．０５ｍｍから約０．５ｍｍの平均の厚さまたは高さを有する。

【0071】

光学部品が、直接設けられる、もしくは既に形成されている実施形態では、光学部品は、好ましくはコンバータがまだ熱い、したがって「粘着性の」状態および／または光学部品に対して押し付けられている状態にある間に、コンバータ上に配置することができ、その結果、コンバータおよび光学部品から合成物が形成される。

【0072】

別の実施形態では、光学部品の供給は、ガラス・ゴブまたは予備成形物を供給することを含み、これはコンバータと一緒に型上に位置決めされる。ガラス・ゴブまたは予備成形物は、コンバータの上または下に配置される。その都度、実施形態次第で、ガラス・ゴブまたは予備成形物は、コンバータの沈下前、沈下中および／または沈下後に位置決めすることができる。

【0073】

ガラス・ゴブまたは予備成形物とコンバータとは、コンバータとガラス・ゴブまたは予備成形物とが型の中へ、具体的には一緒にまたは順次に沈下する粘度にそれらがそれぞれ達するまで加熱される。コンバータとガラス・ゴブまたは予備成形物とが、互いに付着する。合成物が形成される。沈下または弛みにおいて、光学部品も、ガラス・ゴブまたは予備成形物から同時に形成される。

【0074】

一実施形態では、ガラス・ゴブまたは予備成形物は、好ましくはコンバータが沈下した後、光学部品が好ましくは基本的に半球のレンズとして形成される粘度に材料が達するまで、加熱して溶解される。そのような溶解は、いわゆる「リフロー」と命名される。「リフロー」のさらなる詳細または改善については、繰返しを避けるために、対応する説明を参照されたい。

【0075】

本発明の別の態様によれば、コンバータおよびガラス・ゴブまたは予備成形物または光学部品が、型の中へ、順次にまたは同時に配置される。コンバータとガラス・ゴブまたは予備成形物または光学部品とが、好ましくはいわゆるブランキング・プレスによる圧縮および加熱によって互いに接合される。ガラス・ゴブまたは予備成形物の場合には、圧縮期間中に光学部品が同時に形成される。

【0076】

一実施形態では、型の接触面、好ましくは光学部品に対する接触面が、少なくとも部分的に構成して設けられる。したがって、２つの構成要素、すなわちコンバータと光学部品とが接合されるとき、ＤＯＥ構造体または微細光学素子の構造体などの構造体を、コンバータおよび／または光学部品の中に導入することができる。例えば、この場合、フレネルレンズの構造体を光学部品の頂面に加えることができる。

【0077】

本発明の別の態様によれば、コンバータおよび／または光学部品が、それ自体として設けられる。ここでは、それぞれが、基本的に「最終的な」構成に達している。コンバータおよび／または光学部品は、例えば圧縮、好ましくはいわゆるブランキング・プレスによって作製される。

【0078】

一実施形態では、コンバータと光学部品とは、接着などの有機結合、および／または焼結などの無機結合、ゾル−ゲル結合および／または拡散結合によって接合される。一変形形態では、コンバータおよび／または光学部品が、互いに付着して合成物を形成するまで加熱される。

【0079】

１つのコンバータ・モジュールを作製し、かつ／または単独で設けることができるばかりでなく、むしろ複数のコンバータ・モジュールを作製し、もしくは一緒に設けることができる。したがって、前述のコンバータ・モジュールの複数を備えるアレイまたは構成も、本発明の範囲に入る。アレイは、リングがマトリックスとして設けられる（ことを特徴とする）一実施形態の結果として得られる。リングは、特に金属材料で製造されるとき、例えば光化学エッチング、パンチング、レーザ切断、および／またはウォーター・ジェット切断などのいわゆる導体フレーム法によって作製される。一実施形態では、１つのプレートについて複数のリングが形成されるように、プレートが構成される。リングは、個々の容器のマトリックスの構成要素である。マトリックスは、一種の基本単位であり、その中にリングが組み込まれ、もしくは配置される。個々のリングは、いわゆる横材または接続ロッドによってそれぞれのマトリックスに固定される。

【0080】

また、本発明は、少なくとも１つの容器と、本発明による少なくとも１つのコンバータ・モジュールと、具体的には容器の中に配置されるＬＥＤである少なくとも１つの光電子機能要素とを備える光電子構成要素に及ぶ。一実施形態では、光電子構成要素は、少なくとも１つのＬＥＤ、および例えばフォトダイオードなどの少なくとも１つの監視構成要素、および／または少なくとも１つの熱電対を有する。これらは、光電子構成要素上に、好ましくは容器の中に配置される。監視構成要素によって、ＬＥＤの光の明るさを監視および／または調整することができる。熱電対によって、ＬＥＤの温度を監視および／または調整することができる。

【0081】

さらに、少なくとも１つのコンバータ・モジュールおよび／または本発明による光電子構成要素を含む照明デバイスも、本発明の範囲に入る。照明デバイスの実施例には、シート照明、電気スタンド、具体的には天井または壁の中組み込まれ得る舞台照明、家具および／または建築物の対象物照明、好ましくは自動車のヘッドライトおよび／または後部照明および／または車内照明および／または計器もしくはディスプレイの照明、ならびに／あるいはＬＣＤディスプレイ用背景照明がある。

【0082】

本発明が、以下の実施形態の実施例に基づいて詳細に説明される。ここで添付図を参照する。同一の参考番号は、個々の図の同一部品を表す。

【図面の簡単な説明】

【0083】

【図1a】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1b】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1c】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1d】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1e】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1f】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1g】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1h】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図1i】本発明による光コンバータ・システムの実施形態の概略図である。

【図2a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図2b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図2c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図2d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図2e】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図2f】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図3a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図3b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図3c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図3d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図4a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図4b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図4c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図4d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図5a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図5b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図5c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図5d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図6a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図6b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図6c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図6d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図7a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図7b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図7c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図7d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8e】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8f】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8g】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図8h】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図9a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図9b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図9c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図10a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図10b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図10c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図10d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図11a】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図11b】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図11c】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図11d】本発明による光コンバータ・システムを作製する方法の実施形態の概略図である。

【図12a】組み立てた状態でパッケージまたは容器を有する光コンバータ・システムの概略図である。

【図12b】組み立てた状態でパッケージまたは容器を有する光コンバータ・システムの概略図である。

【図12c】組み立てた状態でパッケージまたは容器を有する光コンバータ・システムの概略図である。

【図12d】組み立てた状態でパッケージまたは容器を有する光コンバータ・システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0084】

図１ａから図１ｉは、本発明によるコンバータ・モジュール１００の様々な実施形態を断面で概略的に示しており、これは以下で光コンバータ・システム１００として示される。図１ａに示されるシステム１００は、コンバータ１、以下で光学素子２と呼ばれる光学部品２、金属リング３、および好ましくは金属リング３の外部上に与えられる層４から成る。光学素子２は、コンバータ１の頂面１ａ上に配置される。光学素子２およびコンバータ１は、互いに粘着性を持って接合される。光学素子２の頂面２ａまたは光学素子２は、少なくとも部分的にまたは完全に凸レンズ２を形成する。例えば、凸レンズは基本的に半球の形状を有する。このようにして、コンバータ１から放出された光は、導くことができ、具体的には焦点に集めることができる。金属リング３は、光学素子２の周囲の広がりの上に十分に及ぶ。リング３は、基本的にはシステム１００に対する支持具として、ならびに／あるいは例えば容器２００の熱の引出しおよび／または位置決め支援および／または固定手段として働く。層４またはクラッディング４は、現在リング３の外側に与えられる。層４は、例えばクラッディング４として、具体的には堆積法によって形成することができる。層４は、基本的に、防食および／または容器２００への接続の改善に役立つ。ここで図１２ａから図に１２ｄに関する所見を参照する。

【0085】

図１ｂから図１ｉに示された個々の実施形態は、図１ａに示された実施形態に部分的に対応する。同一の構成要素に関して、繰返しを避けるために、上記で示された図１ａに関する説明を参照する。以下の所見は、基本的に差異に言及する。

【0086】

図１ｂは、コンバータ１が、２段の、または少なくとも２段のコンバータ・システム１として設計されている実施形態を示す。多段システムも、サンドイッチ構造で示すことができる。ここで、具体的には、蛍光体層などの異なるコンバータ層１１および１２は、例えばコンバータ１へと組み合わせることができる。２つの異なるコンバータ１の実施例には、Ｃｅ：ＹＡＧコンバータ１１および赤色蛍光体コンバータ１２がある。

【0087】

図１ｃは、コンバータ１が、２段の、または少なくとも２段のシステム１１および１３として具現化されている実施形態を示す。特に１つの層１３の中の、目標とされた散乱中心および／またはディフューザ中心が、ここで作製されることになる。そのような２段システムの一実施例は、Ｃｅ：ＹＡＧコンバータ１１および好ましくは白色ＹＡＧ層１３である。

【0088】

この２段システムは、本発明による光コンバータ・システム１００の用途次第で、リング３を装備してもしなくてもよい。図１ｄは、光コンバータ・システム１００のこの実施形態を示し、これはコンバータ１および光学素子２のみから成る。

【0089】

図１ｅは、光学素子２が、複数のより小さな光学素子２から構成される実施形態を示す。図１ｄに示される大きな凸レンズ２は、現在複数の小さな凸レンズ２と交換または置換され、それらはコンバータ１の頂面１ａ上に配置される。これによって、光学素子２の光学的性質を同等に保ちつつ光学素子２の高さを縮小することができる。

【0090】

本発明による光コンバータ・システム１００は、必ずしも平面状のシステム１００としてのみ設計されるわけではない。このことは、具体的には図１ｆに示された構成からも見られる。コンバータ層１またはコンバータ１は、平面状ではない。コンバータ１は、湾曲して、もしくは部分的に湾曲して設計される。光学素子２も、湾曲して、もしくは部分的に湾曲して形成される。

【0091】

図１ｇは、光学素子２の頂面２ａが、いわゆるＤＯＥ（「回折光学部品」）２として形成される実施形態を示す。ＤＯＥ ２の一実施例にフレネルレンズがある。これは簡単な形状で示される。また、任意選択のコーティング１４または機能層１４が、コンバータ１の底面１ｂ上に与えられる。そのような機能層１４の例示的実施形態は、好ましくは光コンバータ・システム１００の光のデカップリング効率を向上するための反射防止層１４である。例えば、青色ＬＥＤ ２６０に対してコンバータ１の屈折率をここで一致させることができる。

【0092】

代替形態として、あるいはそれに加えて、光のデカップリング効率の向上は、コンバータ１の屈折率と光学素子２の屈折率との間の一致によって達成することができる。例えば、コンバータ１は１．８の屈折率を有することができる。例えば、Ｐ−ＬＡＳＦ ４７などの低いＴ_ｇを有するガラスは、光学素子２に対する１．８の一致した屈折率を有する。

【0093】

図１ｈは、凸レンズなどの別の光学素子２１が、コンバータ１の底面１ｂ上に配置され、もしくは与えられる実施形態を示す。ＬＥＤ ２６０から来る光ビームは、次いで、この追加の光学素子２１によって束ねられ得る。これは、その結果としてデカップリング効率の改善をもたらす。

【0094】

図１ｉは、熱を引き出すための手段５がコンバータ１の頂面１ａ上に配置され、もしくは与えられる実施形態を示す。熱を引き出すための手段５は、例えば、金属層またはダイヤモンド層で作製されたグリッドまたは網状組織である。手段５は、金属リング３に結合され、もしくは与えられる。これは熱放出の改善をもたらす。

【0095】

コンバータ１は、好ましくは無機のコンバータ１であり、あるいは無機材料を含む。無機コンバータ１用の材料の実施例は、ガラス・セラミックスもしくはガラス・セラミックスを含むもの、ＰｉＧ（ガラス中の蛍光体）および／またはセラミックス化ガラスである。前述のように、リング３は、好ましくは金属リング３である。金属リング３用の材料の実施例は、ＮｉＦｅＣｏ合金もしくはＮｉＦｅＣｏ合金を含むもの、ＮｉＦｅ合金および／または好ましくはフェライト含有特殊鋼である。光学素子の材料またはガラスは、好ましくはコンバータの特性に一致する。ガラスは、約１．４から約２の範囲の屈折率を有する。光学素子２用の適切な材料またはガラスは、高いＩＲ透過率を有するガラス（熱放射を透過するため）、および／または相対するコンバータ１および金属リング３のストレスを低減するために熱膨張率（ＣＴＥ）が一致するガラス、および／またはデカップリング効率を向上するために屈折率がコンバータ１と一致する透明ガラス、および／または基本的にコンバータ１のＴ_ｇ未満の低いＴ_ｇを有するガラスであり得る。好ましくは、ガラスのＴ_ｇは、コンバータ１のＴ_ｇ未満の約５０℃から約３００℃に存在する。適切なガラスは、例えばショットのガラス８２５０、Ｔ−ＳＫ５７、Ｔ−ＬＡＳＦ４７などの低いＴ_ｇを有するガラスである。不適当なガラスは、例えばＰ−ＳＦ６７であり、色変化および／または不透明化が生じる恐れがあるからである。コーティング４の適用または堆積は、以下の図には示されていない。そのようなコーティング４の一実施例は、電気めっき４である。具体的な実施は、ＳｎＡｇＣｕはんだである。コーティング４を金属リング３上に与えるには、多くの場合金属リング３の前処理が必要である。前処理の一実施例は、エッチング・プロセスである。これは、例えばＨＦおよび／またはＨＣ１酸によって実行することができる。したがって、好ましい実施形態では、本発明による光コンバータ・システム１００は、無機の光コンバータ・システム１００である。

【0096】

本発明による光コンバータ・システム１００は、個々に作製することができる。しかし、複数の光コンバータ・システム１００を同時に作製するのが好ましい。この目的に必要な構成要素１、２、３および／または４は、それぞれ一種のマトリックス４０またはアレイ４０またはライン４０内に、少なくとも部分的に配置され、もしくは設けられる。マトリックス４０は、好ましくは約５０から約２０，０００の位置を含むことができる。図２ａから図１１ｄは、本発明による光コンバータ・システム１００を作製する様々な方法の実施形態を概略的に示す。この製造はマトリックス４０の中で毎回行なわれる。これに必要な構成要素が断面で示されている。

【0097】

図２ａから図２ｆは、本発明による方法の第１の例示的実施形態を示す。最初に支持体４０が設けられ、その頂面に複数の凹部４１が導入される（図２ａ）。複数の凹部４１が導入されるので、支持体４０はアレイ４０としても示される。支持体４０は、好ましくは調整された黒鉛鋳型である。後続の方法ステップで、次に、コンバータ１またはコンバータ・プレート１が、支持体４０の頂面上に、または凹部４１内に位置決めされる（図２ｂ）。後続のステップで、次に金属リング３が、例えば簡単な配置によって支持体４０の頂面上に位置決めされる（図２ｃ）。光学素子２は、コンバータ１、リング３および／またはガラス・ゴブ２から形成され、これらの位置決めは、ここでいわゆるリミッタ５０または障壁５０によって支持され得る（図２ｄ）。これらの障壁５０は、一方では溶解する障壁として働き、その結果、以下の方法ステップで導入されるガラス・ブランク２を画定されたやり方で溶解することができる。障壁５０は、センタリング補助具としても使用することができ、したがって調節ピン５０としても示され得る。障壁５０は、例えば、好ましくは黒鉛プレート５０であるプレート５０として設けることができ、支持体４０の頂面の上に直接位置決めされる。後続の方法ステップで、ガラス部分２としても示されるガラス・ゴブ２は、支持体４０の頂面上に、詳細にはコンバータ１上に位置決めされる（図２ｅ）。ガラス・ゴブ２は、例えば「ピック・アンド・プレイス」などの実装プロセスによっても位置決めされる。ガラス・ゴブ２は、例えばビードおよび／またはロッド形セグメントとして設けることができる。次のステップで、ガラス・ゴブ２が溶解される（図２ｆ）。このために、ガラス・ゴブ２は約６００℃から約１０００℃の温度に加熱される。ガラス部分２が低粘度になって流れる。各場合で、ガラス・ゴブ２は金属リング３およびコンバータ１に接合される。これは結合力のある接続である。障壁５０および／またはリング３が、ガラス・ゴブ２の崩壊または液化のための境界を形成し、その結果、表面張力に基づいて、基本的に画定された凸レンズが光学素子２として形成される。これは、特に約１０^４ｄＰａｓから１０^６ｄＰａｓの範囲の粘度で起きる。一般に、溶解は約１分から１５分の期間で起きる。溶解の期間中、光学素子２の形成およびコンバータ１と光学素子２との接合は、基本的に同時に起きる。

【0098】

続いて、個々の光コンバータ・システム１００が検査される。この後、次いで、それらは対応する容器２００の中に組み込まれる。しかし、ここで図１２ａから図１２ｄに関する所見を参照する。個々の光コンバータ・システム１００の分離または支持体４０からの除去は、図には示されていない。本実施例における構成要素１００は、支持体４０の凹部４１の中または支持体の頂面上に実装または配置されているだけであるため、これらは簡単に除去することができる。しかし、光コンバータ・システム１００は、必ずしも除去されない。複数の形成された光コンバータ・システム１００も、マトリックスで顧客に供給され得る。

【0099】

光学素子２の特性に対する悪影響を少なくとも低減するために、溶解の期間中、定義された雰囲気の中で溶解を実行することができる。そのような定義された雰囲気の実施例は、窒素および／または水素および／またはアルゴンである。ここではガラス光学素子に関して光学素子２のガラス面を改善するために、光学素子２の頂面２ａ上で火造りをさらに行なうことができる。

【0100】

図３ａおよび図３ｂは、上記に示された方法の変形形態を示す。コンバータ１ならびに付属の金属リング３の両方が凹部４１の中に配置されるように、支持体４０の頂面の凹部４１を構成する方法が説明される。コンバータ１および金属リング３の両方が、好ましくは「ピック・アンド・プレイス・プロセス」によって位置決めされる。これは、金属リング３が支持体４０の表面上に見いだされてコンバータ１が凹部４１の中に見いだされる図２ｃおよび図２ｄとは異なる。もちろん、コンバータ１および金属リング３の両方が支持体４０の表面上に位置決めされることも考えられる。そのような場合、前述の障壁５０によって位置決めを達成することができる。また、コンバータ１は、より小さなコンバータ・ユニット１から組み合わせられて存在する。個々のコンバータ・ユニット１は、光学素子２との合成物を溶解することによってコンバータ１へと組み合わせられる。

【0101】

図３ｃおよび図３ｄは、金属フレーム３だけが支持体４０の頂面上に位置決めされる、方法の別の変形形態を示す。ガラス部分２が位置決めされ、ガラス部分２の溶解は金属フレーム３の中で実行される。形成された合成物が、支持体４０から取り出される。この後、形成された光学素子２の裏面２ｂは平面状に削られ、かつ／または研磨される。続いて、この合成物は、光学素子２の裏面２ｂを削ることによってコンバータ１に接合される。コンバータ１への、ここではコンバータ１の前面１ａへの合成物の接合は、コンバータ１を、光学素子２または合成物の処理された裏面２ｂ上へ、結合、圧縮、焼結、分配および／または積層することによって実行される。

【0102】

本発明による方法の別の実施形態が、図４ａから図４ｄで説明される。ガラス・プレート２０とコンバータ１またはコンバータ・プレート１０とは、最初のステップで互いに向き合って位置決めされる（図４ａ）。ガラス・プレート２０の焼結が、コンバータ・プレート１０上で実行される（図４ｂ）。これは、ガラス・プレート２０のガラスのＴ_ｇの直ぐ上の温度で行なわれる。その結果、ガラス・プレートの構造が存在する（図４ｃ）。構造化は、凹部２２または流路２２がガラス・プレート２０の中に形成されるように行なわれる。この場合、個々のガラス・ゴブ２がコンバータ・プレート１０の頂面上に形成され、これらから光学素子２が後に形成される。構造化は、ＲＩＥ（「リアクティブ・イオン・エッチング」）および／またはサンドブラストおよび／またはウェット・エッチングおよび／または超音波加工および／または切断によって行なうことができる。構造化は、好ましくはリソグラフィ法によって行なわれる。具体的にはＲＩＥによる構造化の場合、一般に、ガラス・プレート２０の頂面２０ａ上に一種のマスクが与えられ、次いで構造化の後に再び除去されるが、これは本図には示されてない。構造化の後、ガラス部分２の溶解が行なわれる（図４ｄ）。ガラスの画定された溶解では、いわゆる半球面レンズが光学素子２として形成される。ガラスは、ガラスのＴ_ｇより高い約１００℃から１４０℃の温度範囲、好ましくは約１２０℃で溶かされる。この場合、６２５℃の温度が、ガラスＴ−ＳＫ５７向けにもたらされる。溶解する期間は、約１５分から約２５分の範囲内にあり、好ましくは約２０分である。光コンバータ・システム１００は、例えば切断またはラッピングによって分離される。その分だけ大きな構成要素が必要な場合、光コンバータ・システム１００を直接用いることもできる。

【0103】

図５ａから図５ｄは、ガラス・プレート２０が構成されるプロセスの変形形態を示す。この場合、支持体４０が設けられ、これに凹部４１が導入され、コンバータ・プレート１またはコンバータ１を凹部４１の中に位置決めすることができる（図５ａ）。コンバータ１上および好ましくは支持体４０上へのガラス・プレート２０の焼結（図５ｂ）、ガラス・プレート２０の構造化（図５ｃ）、および構造化によって形成されたガラス・ゴブ２の溶解（図５ｄ）が、すべて実行される（図５ｄ）。さらなる詳細については、図４ａから図４ｄに関する実施形態が参照される。ここで光学素子２が形成されるが、画定されたやり方で行なわれ、というのは、コンバータ１の縁端部または凹部４１によるガラス・ゴブ２の崩壊に対して一種の障壁５０が形成されるからである。

【0104】

図６ａから図６ｄは、本発明による方法の次の実施形態を示す。最初に、コンバータ・プレート１０が設けられる（図６ａ）。コンバータ・プレート１０には、固定５０または障壁５０およびガラス・ゴブ２が備わっている（図６ｂまたは図６ｃ）。ガラス・ゴブ２は、例えばガラス・ビード２として設けることができる。ガラス・ブランク２を溶解するための障壁が、障壁５０によって画定される。障壁５０は、好ましくは黒鉛から形成される。溶解は図６ｄに示されている。この溶解は、図５ｄに示された溶解と同様に行なわれる。

【0105】

図７ａから図７ｄは、図６ａから図６ｄに示された方法の変更形態を示す。この場合、コンバータ１またはコンバータ・プレート１０の頂面１０ａの構造１５による溶解のために、障壁５０または境界５０が形成または画定される。この場合、障壁５０または構造５０は、凹部１５などの引き去った構造１５、または与えられた層１５などの加えた構造、あるいはこれら２つの組合せによって設けることができる。構造５０は、例えば、コンバータ・プレート１０の頂面１０ａの凹部１５または開口１５として、現在形成されている。この構造は、例えば焼結、ＲＩＥ、切断および／またはコーティング／リソグラフィ・プロセスによって作製される。障壁５０は、好ましくはコンバータ１の頂面１ａに障壁５０を設けること、および構造化することの組合せによっても作製することができる。

【0106】

本発明による方法の別の実施形態が、図８ａから図８ｈに示されている。最初に、好ましくは黒鉛鋳型である型６０が設けられる（図８ａ）。型６０の片側面に、複数の凹部６１が導入される。型および個々の凹部６１または開口６１の寸法は、形成される光コンバータ・システム１００に適合される。凹部６１は、この場合光学素子２である形成されることになる光コンバータ・システム１００のための雌型を表す。所望のレンズ効果をもたらすために、レンズ形状は、黒鉛鋳型６１または開口６１の幾何形状によって調節される。光学素子２は、いわゆるブランク・プレス・プロセスによって設けられる。型６０は、その開口６１内にガラス・ゴブ２を備える（図８ｂ）。好ましくは黒鉛鋳型として形成された第２の上型７０によって、ガラス・ゴブ２は、次に下型６０と上型７０との間でブランク・プレスされる（図８ｃおよび図８ｄ）。これは、好ましくはガラスのＴ_ｇを約５０℃から約９０℃上回る範囲の温度で行なわれる。

【0107】

１つまたは複数のコンバータ１の供給が、図８ｅから図８ｇで説明される。最初に型８０が設けられる。対応する開口８１が、型８０の頂面に導入される。開口８１は、型および形成されることになる光コンバータ・システム１００またはコンバータ１の寸法に適合される。開口８１は、形成されることになる光コンバータ・システム１００、特にコンバータ１の雌型を示す。一種のチャンネル８２が、それぞれの開口８１の頂面に任意選択で導入される。コンバータ１は、このチャンネル８２によって位置決めされる。コンバータ１は、作製されることになる色座標の安定性により、好ましくは一定の厚さを有する。次にコンバータ１が加熱される。加熱は、約４００℃から８００℃の範囲の温度で行なわれる。コンバータ１は、崩壊し、開口８１の中へ沈下して、基本的に開口８１の形状に一致する。

【0108】

２つのあらかじめ成形された構成要素、光学素子２およびコンバータ１の組合せが図８ｈに示されている。２つの構成要素１および２は、例えばゾル−ゲル接合および／または拡散接合などの接続プロセスによって互いに接合される。

【0109】

前述の弛みおよび沈下のプロセスの変形形態が、図９ａから図９ｃに示されている。最初に、図８ｅから図８ｇに既に示された形状のコンバータ・プレート１が設けられて加熱される（図９ａ）。コンバータ１が成形または形成された後、次に、光学素子２、好ましくはレンズ２がリフロー・プロセスによって与えられる。これは図９ｂおよび図９ｃに示されている。最初に、現在小さなビードとして形成されているガラス・ゴブ２が、開口８１の中に設けられる。個々のコンバータ１とそれぞれのガラス・ゴブ２との接合は、ガラス・ゴブ２を加熱して溶解することにより行なわれる。レンズ２または光学素子２は、同時に形成または成形される。

【0110】

図１０ａから図１０ｄは、本発明による方法の別の変形形態を示す。この場合、光コンバータ・システム１００は、ブランク・プレス・プロセスによって作製される。このために、ガラス・ゴブ２およびコンバータ１の両方が、それぞれ型６０の開口６１の中に設けられる。光コンバータ・システム１００の形成または光コンバータ・システム１００の構成の形成は、型７０と型６０とを組み合わせることにより、ここで作製される。光学素子２の中にＤＯＥ構造体２３または微細光学素子の構造体２３をさらに導入するために、詳細には光学素子２の頂面２ａにそれを導入するために、対応する構造体６２が開口６１の底部に導入または配置される。示されたジグザグ形状は、対応する構造体を示す。構造体６２は、光学素子２の頂面２ａの上に形成される構造体２３の雌型を示す。したがって、熱間プレスには、圧縮型６０および７０、コンバータ基板１、および低いＴ_ｇを有するガラスで作製されたガラス・ゴブ２がさらに備わっている。構造体６２は、いわばガラスまたは光学素子２の中に加えられる。以下の方法パラメータが、ガラスＰ−ＳＫ５７向けにもたらされる。圧縮は、５３０℃から５９０℃、好ましくは約５６０℃の温度、約１０から５０ｋｇ／ｃｍ^２で、特に約１分から３分間行なわれる。

【0111】

もちろん、金属リング３が個々の図に詳細に示されていなくても、前述の方法で作製された光コンバータ・システム１００は、金属リング３を装備しても装備しなくてもよい。金属リング３が使用される場合、金属リング３も、もちろん金属化することができる。このために、図１１ａから図１１ｄは、図１０ａから図１０ｄで説明された金属リング３を使用する方法をもう一度示す。金属リング３は、例えば型７０によって設けられる。それらの金属リング３は、形成された空間に位置決めすることもできる。

【0112】

図１２ａから図１２ｄは、本発明による光コンバータ・システム１００のパッケージ２００または容器２００内での使用を示す。トータル・システム３００またはＬＥＤパッケージ３００が形成される。本発明による光コンバータ・システム２００は、容器２００用のいわば一種のカバーとして働く。パッケージ２００は、ＧＴＭＳ（「ガラス金属封じ」）パッケージ、Ｓｉパッケージ、プラスチック・パッケージ、および／または、セラミックス・パッケージであり得る。

【0113】

図１２ａおよび図１２ｄは、容器２００の断面を示す。それぞれの場合で、これは３層容器２００である。３層容器２００は、ベース部分２０１、第１のガラス層２０２、２つの接続部分２０３、第２のガラス層２０４およびヘッド部分２０５で作製された合成物から成り、あるいはこれを備える。ＬＥＤ ２６０は、容器２００の内部に配置される。ＬＥＤ ２６０またはＬＥＤチップ２６０は、実装領域２１２に配置される。ＬＥＤ ２６０は、ワイヤ２７３によって接続部分２０３および２０４に接合される。ＬＥＤ ２６０から放出される放射または光に対するいわゆる通過領域２６１が、ＬＥＤ ２６０の上に見いだされる。通過領域２６１の頂面は、本発明による光コンバータ・システム１００によって封止される。通過領域２６１は、したがってパッケージ２００も、カバー１００によって好ましくは密閉封止される。これは、光コンバータ・システム１００を、金属から設けられるヘッド部分２０５または容器２００の頂面２００ａへ例えばはんだ付けすることによって行なうことができる。

【0114】

例えば、ＬＥＤ ２６０は青色発光ＬＥＤであり、コンバータ１はいわゆる黄リンなどの発光色物質を含むガラスである。波長の短い青色光は、発色剤を励起して発光させる。この効果は光ルミネッセンスと呼ばれる。このようにして、波長の長い黄色光が放出される。一般に、青色光の全体が変換されるわけではない。このようにして、青色と黄色との２つのスペクトル色の加法混色から白色光がもたらされる。青色から黄色への変換は、セラミックス化ガラスによっても行なわれ得る。別の実施例では、ＬＥＤ ２６０はＵＶ光を放出するＬＥＤであり、コンバータ１は、いわゆる赤、緑および青（ＲＧＢ）の燐などのいくつかの発光する発色物質を含むガラスである。波長の短いＵＶ光は、発色剤を励起して発光させる。赤色光、緑色光および青色光は、このようにして放出される。したがって、白色光は加法混色からもたらされる。ＣＲＩ値を向上させるために、コンバータ１は、ＲＧＢ−ＬＥＤ ２６０と組み合わせることもできる。それぞれの場合において、任意選択で少なくとも１つの赤色ＬＥＤ ２６０および／または１つの緑色のＬＥＤ ２６０をさらに使用することができるが、図には示されていない。このようにして色の位置を変化させることができ、光は細かく調整することができる。

【0115】

図１２ａは、システム１００が「単に」容器２００上に配置された実施形態を示す。ＬＥＤ ２６０の上に示された３つの矢印は、ＬＥＤ ２６０によって放出された放射の放出方向を示す。図１２ｂは、コンセントレータ２４またはいわゆる「光導波路」２４が、光学素子２としてコンバータ１上に配置される実施形態を示す。一方では、コンセントレータ２４の内側は反射器として働く。他方では、内壁は、コンバータ１から水平方向に放出された光に対する一種の光ガイドとしても動作する。システム３００全体のデカップリング効率が、コンセントレータ２４によって向上され得る。また、レンズ２５として設計された第２の光学素子２が、コンセントレータ２４上に配置される。

【0116】

また、別の光学素子２１を、コンバータ１の下に配置することができ、好ましくはコンバータ１の底面１ｂ上に直接配置することができる。ＬＥＤ ２６０から来る光またはＬＥＤ ２６０から来る放射光のバンドリングは、そのような光学素子２１によってもたらされ得る。これは図１２ｃに示されている。

【0117】

図１２ａから図１２ｃは、それぞれの場合に、システム１００がＬＥＤ ２６０から離れて配置される本発明の適用例を示す。図１２ｄは、コンバータ１が、ＬＥＤ ２６０上にある、もしくはＬＥＤ ２６０に隣接して位置決めされる実施形態を示す。通過領域２６１は、この場合、基本的にコンバータ１によって完全に埋め尽くされる。

【0118】

本システム１００は、好ましくは無機のシステム１００である。システム１００は、好ましくは、少なくとも１つのコンバータ１および／または光学素子２および／または金属サポート３から成る。金属サポート３は、前述のようにリング３またはキャップ３として形成することができる。システム１００は、とりわけパッケージ・カバーまたはパッケージ封止として使用することができる。この方法の設計は大量生産に適切である。溶解、弛み、焼結、スタンピングなどの普及しているプロセスに基づいて、これが可能である。本発明による光コンバータ・システム１００は、耐温度性だけでなく温度変化に対する抵抗も、明らかに既知のシステムのものに優る。システム１００に関して、金属リング３なしで約４００℃までの耐温度性を得ることができる。金属リング３および、例えばＳｎ含有はんだに関して、システム１００は約３５０℃までの耐温度性を有する。また、システムの好ましい構成要素は、ＵＶおよび化学物質に対して耐性があり、もしくは実質的に耐性がある。本発明によるシステム１００がパッケージ・カバーとして使用される場合、システム１００は、空気および／または湿気に対して封止するやり方でパッケージ２００上に固定され得る。好ましくは基本的に無機構成要素だけが使用されるので、構成要素の、例えば炭化水素の形態での脱気はない。したがって、ＬＥＤ ２６０の有機的汚染を基本的に回避することができる。パッケージ２００は加熱乾燥することができ、実際、不活性ガスを充填して封止することができる。

【0119】

説明された実施形態が一例として理解されるべきであることは、当業者にとって明白である。本発明はこれらの実施形態に限定されず、本発明の趣旨から離れることなく多くのやり方で本発明を変化させることができる。個々の実施形態の特徴および各場合で説明の一般部で挙げられた特徴は、それら自体の間で組み合わせることができ、互いに組み合わせることもできる。

【符号の説明】

【0120】

１ コンバータ
１ａ コンバータの頂面
１ｂ コンバータの底面
２ 光学部品または光学素子またはガラス・ゴブまたはガラス部分
２ａ 光学部品の頂面
２ｂ 光学部品の底面
３ リングまたは金属リングまたは金属サポート
４ コーティングまたはクラッディング
５ 熱除去のための手段
１０ コンバータ・プレート
１０ａ コンバータ・プレートの頂面
１０ｂ コンバータ・プレートの底面
１１ コンバータ層
１２ コンバータ層
１３ コンバータ層
１４ 機能層またはコーティング
１５ 構造または開口または凹部
２０ ガラス・プレート
２０ａ ガラス・プレートの頂面
２０ｂ ガラス・プレートの底面
２１ 光学部品または光学素子
２２ 凹部または流路
２３ ＤＯＥ構造体または微細構造
２４ コンセントレータ
２５ レンズ
４０ マトリックスまたはアレイまたは支持体
４１ 凹部
５０ 境界またはリミッタまたは障壁
６０ 下型または支持体
６１ 凹部または開口
６２ 構造体
７０ 上型
７１ 凹部６１の対応部分
８０ 型または支持体
８１ 凹部または開口
８２ チャンネル
１００ コンバータ・モジュールまたは光コンバータ・システム
２００ 容器または機能要素の容器
２００ａ 容器の頂面
２０１ ベース部分またはベースまたは支持体
２０２ 第１のガラス層
２０３ 接続部分または導体細長片
２０４ 第２のガラス層
２０５ ヘッド部分または反射器
２１２ 機能要素のための組立て領域
２６０ 光電子機能要素またはＬＥＤ
２６１ 通過領域
２７３ ワイヤまたはワイヤ・ボンディング
３００ トータル・システムまたはＬＥＤパッケージ

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図1d】

【図1e】

【図1f】

【図1g】

【図1h】

【図1i】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図2e】

【図2f】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図8d】

【図8e】

【図8f】

【図8g】

【図8h】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図10d】

【図11a】

【図11b】

【図11c】

【図11d】

【図12a】

【図12b】

【図12c】

【図12d】