特許 6790157 多数の変換素子の製造方法、変換素子およびオプトエレクトロニクス部材

(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】6790157

(24)【登録日】2020年11月6日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】多数の変換素子の製造方法、変換素子およびオプトエレクトロニクス部材

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20201116BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/20

   H01L33/50

【請求項の数】6

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-45840(P2019-45840)

(22)【出願日】2019年3月13日

(65)【公開番号】特開2019-159327(P2019-159327A)

(43)【公開日】2019年9月19日

【審査請求日】2019年3月13日

(31)【優先権主張番号】10 2018 105 910.8

(32)【優先日】2018年3月14日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】レベッカ レーマー

(72)【発明者】

【氏名】マークス ライトル

【審査官】 藤岡 善行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２２８３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７７１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７６５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７６５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１９４８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｈ０１Ｌ ３３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の波長領域の電磁放射線を第２の波長領域の電磁放射線に変換する第１の変換層（１）を、補助支持体（２）上に準備するステップと、
前記第１の波長領域の電磁放射線を第３の波長領域の電磁放射線に変換する第２の変換層（３）を、前記第１の変換層（１）上に塗布するステップと、
得られた積層スタック（４）を、多数の変換素子（７）が生じるように分離するステップと、
を有し、
各変換素子（７）は、前記第１の変換層（１）の材料を有する少なくとも１つの第１の変換領域（８）を含み、
各変換素子（７）は、前記第２の変換層（３）の材料を有する少なくとも１つの第２の変換領域（９）を含み、
前記変換領域（８，９）は、互いに側方に配置されており、
前記積層スタック（４）の分離は２つの分離ステップを含み、第１の分離ステップの際に、前記積層スタック（４）を多数の断片（５）に分割し、第２の分離ステップの際に、前記断片（５）を多数の変換素子（７）に分割し、
前記積層スタック（４）をジグザグ状に折り畳んで長方体にする、
多数の変換素子（７）の製造方法。

【請求項2】

前記第２の変換層（３）上に、少なくとも１つの別の第１の変換層（１）および少なくとも１つの別の第２の変換層（３）を交互に塗布する、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記第２の変換層（３）上に、前記第１の波長領域の電磁放射線を第４の波長領域の電磁放射線に変換する第３の変換層（１０）を塗布し、
各変換素子（７）は、前記第３の変換層の材料を有する少なくとも１つの第３の変換領域を有する、
請求項１記載の方法。

【請求項4】

前記第１の変換層（１）および／または前記第２の変換層（３）を、スプレーコーティング、テープキャスティング、スピンコーティングのうちの１つの方法により作製する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。

【請求項5】

前記第１の変換層（１）は、多数の第１の蛍光体粒子が導入されているポリマーのマトリックス材料を含み、前記第１の蛍光体粒子は、前記第１の波長領域の電磁放射線を前記第２の波長領域の電磁放射線に変換し、かつ／または
前記第２の変換層（３）は、多数の第２の蛍光体粒子が導入されているポリマーのマトリックス材料を含み、前記第２の蛍光体粒子は、前記第１の波長領域の電磁放射線を前記第３の波長領域の電磁放射線に変換する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

【請求項6】

放射線出射面から第１の波長領域の電磁放射線を放射する、放射線を発する半導体チップ（１１）の前記放射線出射面上に、前記第１の波長領域の電磁放射線を、前記第２の波長領域および前記第３の波長領域の電磁放射線に変換する、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された方法により製造された変換素子（７）を設置する、オプトエレクトロニクス部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

多数の変換素子の製造方法、変換素子およびオプトエレクトロニクス部材に関する。

【0002】

異なる波長変換特性を有する、各々の、互いに別々の、少なくとも２つの異なる領域を有する、多数の変換素子の簡単な製造方法に関する。さらに、異なる波長変換特性を有する、互いに別々の、少なくとも２つの異なる領域を有する変換素子に関する。さらに、このような変換素子を有するオプトエレクトロニクス部材に関する。

【0003】

これらの課題は、請求項１のステップを有する方法により、請求項９の特徴を有する変換素子により、および請求項１０の特徴を有するオプトエレクトロニクス部材により解決される。

【0004】

この方法、変換素子およびオプトエレクトロニクス部材の有利な実施形態および発展形態は、その都度の従属請求項の主題である。

【0005】

多数の変換素子の製造方法の一実施形態によると、第１の変換層が準備される。この第１の変換層は、第１の波長領域の電磁放射線を、第２の波長領域の電磁放射線に変換するために適している。特に好ましくは、第１の変換層は、補助支持体上に準備される。

【0006】

この方法の他の実施形態によると、第１の波長領域の電磁放射線を、第３の波長領域の電磁放射線に変換する第２の変換層が、第１の変換層上に塗布される。

【0007】

この方法の他の実施形態によると、生じた積層スタックは、多数の変換素子が生じるように分離される。変換素子は、この場合、互いに同じようにまたは異なるように形成されていてもよい。

【0008】

特に好ましくは、この積層スタックは、各変換素子が、第１の変換層の材料を有する、または第１の変換層の材料から形成されている少なくとも１つの第１の変換領域を有するように分離される。さらに、各変換素子は、好ましくは同様に、第２の変換層の材料を有する、または第２の変換層の材料から形成されている少なくとも１つの第２の変換領域を含む。特に好ましくは、異なる変換領域は、側方に互いに並んで配置されている。特に好ましくは、異なる変換領域は、互いに直接隣り合う。例えば、変換素子の少なくとも２つの異なる変換領域は、少なくとも部分的に、その都度、１つの界面で互いに直接接触している。ことに、各変換素子は、特に好ましくは、異なる変換領域の間に、例えば遮断部のような分離構造を含まない。

【0009】

２つの異なる変換領域の間の界面は、この場合、変換素子の主要な延在平面に対して垂直に延びていてもよい。さらに、２つの異なる変換領域の間の界面は、主要な延在平面の法線に対して一定の角度、例えば鋭角をなすことも可能である。

【0010】

この方法の他の実施形態によると、第２の変換層上に、少なくとも１つの別の第１の変換層および少なくとも１つの別の第２の変換層が交互に塗布される。換言すると、積層スタックは、好ましくは交互に配置されている多数の第１の変換層と多数の第２の変換層を含んでよい。

【0011】

この方法の他の実施形態によると、第２の変換層上に第３の変換層が塗布される。この第３の変換層は、第１の波長領域の電磁放射線を、第４の波長領域の電磁放射線に変換する。少なくとも３つの異なる変換層を有する積層スタックの分離の際に、好ましくは、各変換素子は、第１の変換領域と第２の変換領域との他に、第３の変換層の材料により形成されている、または第３の変換層の材料を有する少なくとも１つの第３の変換領域を有する。

【0012】

好ましくは、第１の変換層、第２の変換層および第３の変換層とは異なる波長変換特性を有する他の変換層が積層スタック内に組み込まれてもよい。しかしながら、好ましくは全ての変換層は、第１の波長領域からなる電磁放射線を変換する。

【0013】

例えば、積層スタックは、複数の変換層から形成されている。例えば、積層スタックは、１つ以上の第１の変換層と、１つ以上の第２の変換層と、１つ以上の第３の変換層とから形成されている。

【0014】

さらに、各変換素子は、積層スタックの分離後に、特に好ましくは、各変換層の材料を有する、またはこの種の材料から形成されるそれぞれ１つの変換領域を含む。これらの異なる変換領域は、好ましくはその都度側方に互いに並んで配置されている。

【0015】

特に好ましくは、第１の波長領域と、第２の波長領域と、第３の波長領域と、第４の波長領域とは、その都度互いに異なるように形成されている。例えば第１の波長領域は、青色光を有する、または青色光から形成される。第２の波長領域は、特に好ましくは黄色〜緑色光を有する、または黄色〜緑色光から形成されている。第３の波長領域は、特に好ましくは赤色光を有する、または赤色光から形成されている。第４の波長領域は、例えばシアン色光を有する、またはシアン色光から形成されている。

【0016】

積層スタック中に２より多くの異なる種類の変換層が使用される場合、これらの変換層は、積層スタック内で交互にｒ回繰り返されることが可能である。

【0017】

この方法の別の実施形態によると、積層スタックの分離は、２つの分離ステップを含む。第１の分離ステップは、積層スタックが、好ましくは、例えば鋸またはレーザーを用いて、多数の断片に分割される。断片の厚みは、例えば１０マイクロメートル以上でかつ２００マイクロメートル以下である。好ましくは、断片の厚みは、３０マイクロメートル以上でかつ１００マイクロメートル以下である。

【0018】

これらの断片の各々は、好ましくは、積層スタックの変換層からなるパターンを有する。例えば、このパターンは、第１の変換層と第２の変換層との螺旋状の配置であってもよい。さらに、このパターンは、第１の変換層と第２の変換層との交互の順序のラインであることも可能である。最後に、この断片は、第１の変換層と第２の変換層とからなるメアンダ状の配置を有していてもよい。

【0019】

この方法の特に好ましい実施形態によると、これらの断片の各々は、第２の分離ステップで、多数の変換エレメントに分割される。第２の分離ステップは、この場合、好ましくは第１の分離ステップから時間を隔てて行われる。好ましくは、第２の分離ステップは、第１の分離ステップの後で行われる。

【0020】

好ましくは、この断片は、第２の分離ステップの際に、２つの分離方向に沿って分離される。好ましくは、２つの分離方向は、この場合、互いに垂直に延びる。例えば、この２つの分離方向に沿った分離は、唯一の分離ステップで行ってもよい。このために適した分離方法は、例えば打ち抜きである。特に好ましくは、こうして作製された変換エレメントは、断片の上述のパターンを少なくとも部分的に含む。換言すると、これらの変換領域は、好ましくは少なくとも部分的に、これらのパターンの１つの形で、１つの変換素子内に少なくとも部分的に配置されている。これは、変換光の混色を改善する。

【0021】

第２の分離ステップの際に、有利に多数の形態の仕上がった変換素子が作製されてもよい。例えば、凹部を有する変換素子が得られてもよい。これらの凹部は、好ましくは、半導体チップの接触箇所をボンディングワイヤと電気的に接続するために、この半導体チップの接続箇所を空けておくように調節されている。

【0022】

第１の変換層および／または第２の変換層、ならびにまた場合により積層スタックに含まれる他の変換層は、例えば次の方法によって作製されてもよい：スプレーコーティング、テープキャスティング、スピンコーティング。

【0023】

さらに、予め作製された変換層を使用することも可能である。予め作製された変換層は、例えば他の変換層と貼り合わせることにより結合されてもよい。貼り合わせのために、ロールが使用されてもよい。

【0024】

この方法の他の実施形態によると、第１の変換層は、多数の第１の蛍光体粒子が導入されているポリマーのマトリックス材料を含む。第１の蛍光体粒子は、この場合、第１の波長領域の電磁放射線を、第２の波長領域の電磁放射線に変換する。換言すると、好ましくは、蛍光体粒子は、変換層に波長変換特性を付与する。

【0025】

また、第２の変換層または各々の他の変換層は、多数の第２の蛍光体粒子または他の蛍光体粒子が導入されているポリマーのマトリックス材料を含んでよい。第２の蛍光体粒子は、第１の波長領域の電磁放射線を、第３の波長領域の電磁放射線に変換する。各々の他の変換層は、第１の波長領域の電磁放射線を他の波長領域の電磁放射線に変換する多数の他の蛍光体粒子を含んでよい。

【0026】

蛍光体粒子がポリマーのマトリックス材料中に導入されている変換層は、例えば、その都度の蛍光体粒子を液状の形のポリマーのマトリックス材料中に導入し、スプレーコーティング、テープキャスティングまたはスピンコーティングにより、液状の形で補助支持体上に塗布して、液状の変換層が形成されることにより作製されてもよい。次のステップで、この液状の変換層は、好ましくは完全にまたは部分的に硬化される。

【0027】

例えば、液状の状態のポリマーのマトリックス材料は、多数の未架橋のモノマーを含む、または多数の未架橋のモノマーからなる。変換層の硬化のために、これらのモノマーは、原則として互いに重合により架橋される。重合は、例えば、温度またはＵＶ放射線により開始されてもよい。「部分的に硬化された」とは、ここでは、ポリマーのマトリックス材料のモノマーの全部は、重合によって互いに架橋されていない、ポリマーのマトリックス材料の状態をいう。むしろ、モノマーのかなりの部分は架橋されていない。しかしながら、モノマーの重合は、好ましくは、マトリックス材料の液状の状態がすでに固形の状態に移行されている程度に進行している。「完全に硬化された」とは、ここでは、マトリックス材料のモノマーの大部分が重合過程により互いに架橋されている状態をいう。

【0028】

ポリマーのマトリックス材料として、例えばシリコーンが使用されてもよい。一実施形態によると、積層スタックの全体の変換層は同じマトリックス材料を有する。

【0029】

例えば、蛍光体粒子のために次の材料の一つが適している：希土類元素でドープされたガーネット類、例えば（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂型の化合物、希土類元素でドープされたアルカリ土類ケイ素窒化物、例えば（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₂Ｓｉ₅Ｎ₈型もしくは（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＳｉＮ₂型の化合物、希土類元素でドープされたアルミノニトリドケイ酸塩、例えば（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ₃型もしくは（Ｓｒ，Ｃａ）ＳｒＡｌ₂Ｓｉ₂Ｎ₆型の化合物、希土類元素でドープされた酸窒化物、例えば（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ₂Ｏ₂Ｎ₂、希土類元素でドープされたアルミニウム酸窒化物、例えばα−もしくはβ−ＳｉＡｌＯＮ型の化合物、希土類元素でドープされたケイ素窒化物、例えば（Ｓｒ，Ｂａ）（Ｙ，Ｙｂ）Ｓｉ₄Ｎ₇型の化合物、希土類元素でドープされた（Ｓｒ，Ｃａ）［ＬｉＡｌ₃Ｎ₄］型の化合物、Ｋ₂ＳｉＦ₆：Ｍｎ⁴⁺および希土類元素でドープされた（Ｋ，Ｎａ）₂（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｆ₆型の化合物、希土類元素でドープされたオルトケイ酸塩、例えば（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄型の化合物、希土類元素でドープされた酸化物、例えば（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅型の化合物。

【0030】

さらに、半導体ナノ材料も蛍光体粒子にとって適している。この種の半導体ナノ材料は、例えばＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル構造体、好ましくは波長変換するための他のナノ粒子の半導体材料、例えばＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＴｅ、ＨｇＳｅ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＳｉＣ，ＩｎＮ、ＡｌＮまたはこれらの混晶（三元、四元…）またはいくつかの異なる半導体材料の組合せである。ナノ粒子として形成されている蛍光体粒子は、コアシェル構造および／または合金構造を有していてもよい。

【0031】

この場合、各変換層は、異なる波長変換特性を有する異なる蛍光体粒子の混合物を有することが可能である。好ましくは、変換層の異なる蛍光体粒子が第１の波長領域の電磁放射線を、類似のスペクトル領域に由来する異なる波長領域に変換する。特に好ましくは、仕上がった変換層は、その都度、他の変換層の蛍光体粒子を含まない。

【0032】

蛍光体粒子は、例えば、１マイクロメートル以上でかつ４０マイクロメートル以下、好ましくは５マイクロメートル以上でかつ３０マイクロメートル以下、特に好ましくは１０マイクロメートル以上でかつ２５マイクロメートル以下の平均直径ｄ₅₀を有する。

【0033】

半導体ナノ材料を有する、または半導体ナノ材料から形成されている蛍光体粒子は、例えば１ナノメートル以上でかつ２５マイクロメートル以下、好ましくは１０ナノメートル以上でかつ１０マイクロメートル以下の平均直径ｄ₅₀を有する。

【0034】

特に好ましくは、変換層は、その都度１マイクロメートル以上でかつ５００マイクロメートル以下の厚みを有する。

【0035】

変換層の他に、積層スタックは、蛍光体粒子に加えてまたは蛍光体粒子の代わりに、充填材料または他の材料を有する他の層を有していてもよい。

【0036】

この方法の特に好ましい実施形態によると、積層スタックは、変換層の塗布後でかつ積層スタックの主要な延在平面からの分離の前に巻き付けられる、または折り畳まれる。この方法様式で、有利に、上述の多様なパターンを断片中に、ひいては仕上がった変換素子中に容易に作製することができる。

【0037】

例えば、積層スタックは巻き付けられて、円筒体にされてもよい。円筒体に巻き付けられた積層スタックの分離の際に、螺旋状のパターンを有する円形の断片が作製されてもよい。

【0038】

さらに、積層スタックがメアンダ状またはジグザグ状に折り畳まれて、長方体にされることも可能である。メアンダ状に折り畳まれた長方体の分離の際に、メアンダ状のパターンを有する長方形の断片が作製されてもよい。

【0039】

この方法の好ましい実施形態によると、積層スタックは、巻き付けまたは折り畳みの後に、完全に硬化される。これは、巻き付けまたは折り畳みにより作製された、積層スタックの形状を有利に固定する。

【0040】

例えば巻き付けられていない、または折り畳まれていない積層スタックの場合のように積層スタックが主要な延在平面を有する場合、この積層スタックは、積層スタックの主要な延在平面に対して垂直に延びる、または主要な延在平面の法線に対して鋭角をなす分離平面に沿って断片に分離されてもよい。

【0041】

例えば巻き付けられたまたは折り畳まれた積層スタックの場合のように積層スタックが主要な延在方向を有する場合、この積層スタックは、積層スタックの主要な延在方向に対して垂直に延びる、または主要な延在方向の法線に対して鋭角をなす分離平面に沿って断片に分離されてもよい。

【0042】

ここに記載された方法は、ことに変換素子を作製するために適している。ここでこの方法との関連で単に記載されている特徴、実施形態および発展形態は、変換素子の場合でも形成されていてもよく、かつその逆も同様である。

【0043】

特に好ましくは、変換素子は、異なる変換特性を有する少なくとも２つの異なる変換領域を有する。特に好ましくは、２つの変換領域は互いに完全に分離されている。例えば、第１の変換領域は、第２の変換領域の蛍光体粒子を含まず、かつその逆も同様である。特に好ましくは、異なる変換領域は、側方に互いに並んで、かつ好ましくは共通の平面内に配置されている。特に好ましくは、異なる変換領域は一定のパターンを形成する。特に好ましくは、変換素子のその都度２つの変換領域は互いに直接隣り合うので、これらの材料は互いに直接接触している。

【0044】

例えば、変換素子は、１０マイクロメートル以上でかつ２００マイクロメートル以下、好ましくは３０マイクロメートル以上でかつ１００マイクロメートル以下の厚みを有する。

【0045】

ここに記載された変換素子は、ことに、オプトエレクトロニクス部材において使用することが予定されている。ここでこの変換素子との関連で単に記載されている特徴、実施形態および発展形態は、オプトエレクトロニクス部材の場合でも形成されてもよく、かつその逆も同様である。

【0046】

一実施形態によると、オプトエレクトロニクス部材は、放射線を発する半導体チップを含む。放射線を発する半導体チップは、放射線出射面から第１の波長領域の電磁放射線を放射する。好ましくは、放射線を発する半導体チップは、青色光を放射する。

【0047】

他の実施形態によると、オプトエレクトロニクス部材は、第１の波長領域の電磁放射線を第２の波長領域および第３の波長領域の電磁放射線に変換する変換素子を含む。例えば、変換素子は、半導体チップの放射線出射面に直接接触するように設置されている。

【0048】

好ましくは、変換素子は、半導体チップの青色放射線を、黄色〜緑色の放射線および赤色の放射線に変換する。オプトエレクトロニクス部材は、好ましくは、第１の波長領域の未変換の放射線と、第２の波長領域の変換された放射線と、第３の波長領域の変換された放射線とから構成された混色の放射線を放射する。好ましくは、混色光は、半導体チップの青色放射線と、第２の波長領域の黄色〜緑色の変換された放射線と、第３の波長領域の赤色の変換された放射線とから構成されている。特に好ましくは、混色光は、温白色領域の色度座標を有する。

【0049】

変換素子を用いて達成された混色光の色度座標は、有利に、変換層の厚みの選択により、積層スタックの巻き付けおよび／または折り畳みにより、かつそれにより達成された変換素子のパターンにより、ならびに仕上がった変換素子の厚みにより、所望の値に調節されてもよい。

【0050】

ここに記載された方法は、ことに、簡単な技術で、互いに別々に側方に配置された変換領域を有する多数の変換素子を同時に作製することができるという利点を提供する。変換領域は、この場合、より良好な光の混合のために、パターンの形に配置されていてもよい。有利に、本方法の場合に、異なる変換領域の作製のために、例えば遮断部のような分離構造、またはマスクを使用することを省くことができる。本方法で作製された変換素子は、有利に、オプトエレクトロニクス部材の効率およびその輝度を高めることに寄与することができる。

【0051】

本発明の他の好ましい実施形態および発展形態は、図面との関連で次に説明された実施例から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】実施例による多数の変換素子の製造方法を詳細に説明する概略断面図。

【図2】実施例による多数の変換素子の製造方法を詳細に説明する概略断面図。

【図3】実施例による多数の変換素子の製造方法を詳細に説明する概略断面図。

【図4】実施例による多数の変換素子の製造方法を詳細に説明する概略断面図。

【図5】実施例による多数の変換素子の製造方法を詳細に説明する概略断面図。

【図6】実施例による多数の変換素子の概略平面図。

【図7】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図8】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図9】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図10】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図11】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図12】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図13】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図14】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図15】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図16】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図17】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図18】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図19】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図20】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図21】本方法の多様な実施形態を詳細に説明する概略図。

【図22】実施例によるオプトエレクトロニクス部材の概略断面図。

【0053】

図１〜５の概略断面図に基づき、実施例による多数の変換素子の製造方法を詳細に説明する。

【0054】

図６は、実施例による多数の変換素子の概略平面図を示す。

【0055】

図７〜２１の概略図に基づき、この方法の多様な実施形態を詳細に説明する。

【0056】

図２２は、実施例によるオプトエレクトロニクス部材の概略断面図を示す。

【0057】

同じ、同種の、または同じに作用する構成要素は、これらの図面において同じ符号を備えている。図および図中に示された構成要素の相互のサイズ比率は、縮尺通りであるとは見なされない。むしろ、個々の構成要素、特に層厚は、より表示しやすくするためおよび／またはより理解しやすくするために、過度に大きく示されていてもよい。

【0058】

図１〜５の実施例による方法の場合、まず、第１の変換層１を補助支持体２上に準備する（図１）。例えば、第１の変換層１を補助支持体２上にスプレーコーティング、テープキャスティングまたはスピンコーティングによって作製することができる。第１の変換層１を完全にまたは部分的に硬化する。さらに、予め作製された第１の変換層１を使用することも可能である。第１の変換層１は、青色スペクトル領域の電磁放射線を黄緑色の光に変換するために適している。このため、第１の変換層１は、例えばポリマーのマトリックス材料中に導入されているガーネット型蛍光体からなる蛍光体粒子を含む。

【0059】

さらなる方法ステップで、第２の変換層３を、第１の変換層１上に、例えば同様にスプレーコーティング、テープキャスティングまたはスピンコーティングにより塗布する（図２）。第２の変換層３を、完全にまたは部分的に硬化する。さらに、この方法ステップの場合でも、予め作製された第２の変換層３を使用してもよい。これを、第１の変換層１上に貼り合わせてもよい。第２の変換層３は、青色光を赤色光に変換するために適している。このため、第２の変換層３は、例えばポリマーのマトリックス材料中に導入されているニトリド型蛍光体からなる蛍光体粒子を含む。

【0060】

図３に概略的に示すように、複数の別の第１の変換層１と複数の別の第２の変換層３とが、第２の変換層３上に交互に塗布されていてもよい。よって、互いに積み重ねられて直接接触するように塗布されている複数の第１の変換層１と複数の第２の変換層３とを有する積層スタック４が生じる。また、この積層スタック４を、全体の変換層１，３を塗布した後に、完全にまたは部分的に硬化してもよい。

【0061】

第１の分離ステップにおいて、次いで積層スタック４を個々の断片５に、例えば鋸により分割する（図４）。各々の断片５は、この場合、第１の変換層１の材料と第２の変換層３の材料とが交互に配置された薄層を有する。

【0062】

第２の分離ステップにおいて、各々の断片５は互いに垂直に延びる分離線６に沿って、多数の変換素子７に分割される（図５）。

【0063】

図６の実施例による変換素子７は、例えば図１〜５に基づいて説明されているような方法で作製することができる。

【0064】

図６の実施例によると、各々の変換素子７は、第１の変換領域８と第２の変換領域９とを有する。第１の変換領域８は、この場合、第１の変換層１の材料から形成されている。第２の変換領域９は、この場合、第２の変換層３の材料から形成されている。第１の変換領域８と第２の変換領域９とは、その都度直接接触して側方に互いに並んで配置されている。

【0065】

図７および８は、第２の分離ステップにおいて、図５に基づいてすでに説明されたような断片５を分離するための分離線６の別の態様を示す。これらの分離線６は、この場合、互いに垂直に延び、図５および７によるこれらの分離線６は、変換層１，３の主要な延在平面に対して平行方向に、ならびに変換層１，３の主要な延在平面に対して垂直方向に延びる。図５による分離線６とは異なり、図７による実施例の場合のこの分離線６は、互いにより大きな間隔を有する。図７による分離線６とは異なり、図８による実施例の場合の分離線６は、９０°回転している。

【0066】

図９〜１５の実施例による方法の場合、まず、図１および２に基づいてすでに説明されたような方法ステップを実施する（図９および１０）。

【0067】

図１１に概略的に示されている次のステップにおいて、第１の変換層１と第２の変換層３とから形成されている積層スタック４を巻き付けて円筒体にする。巻き付け後に、特に好ましくは、この円筒体の形を固定するために、積層スタック４の硬化を行う（図１２および１３）。

【0068】

次のステップで、円筒体を、切断により、図１４に概略的に示されている薄い断片５に分割する。

【0069】

図１５および１６は、概略的に互いに垂直に延びる分離線６を示し、これらの分離線に沿って打ち抜くことにより、巻き付けられた積層スタック４の断片５を多数の変換素子７に分割することができる。この場合、分離線６の相互の間隔の選択により、変換素子７内に多様なパターンを作製することが可能である。

【0070】

図１７の実施例によると、第１の変換層１と第２の変換層３とからなる積層スタック４を折り畳むことにより成形してメアンダ状の長方体にし、この長方体を切断により断片５に分割する。

【0071】

図１８および１９に示すように、断片５を、互いに垂直に延びる分離線６に沿って、多数の変換素子７に分割することができる。この場合、図１９の実施例による分離線６は、図１８の実施例による分離線６に対して９０°回転している。

【0072】

図２０は、第１の変換層１と第２の変換層３とからなる積層スタック４（図２も参照）をジグザグ状に折り畳むことにより作製することができるような長方体を概略的に示す。

【0073】

図２１の実施例による円筒状に巻き付けられた積層スタック４は、図１２による円筒状に巻き付けられた積層スタック４とは異なり、第３の変換層１０を有する。第３の変換層１０は、第２の変換層３上に塗布されていて、第１の波長領域の電磁放射線を、第４の波長領域の電磁放射線に変換するために適している。

【0074】

図２２の実施例によるオプトエレクトロニクス部材は、放射線出射面から青色光を放射する、放射線を発する半導体チップ１１を有する。放射線出射面上には、図６に基づきすでに例示的に説明されたような変換素子７が設置されている。

【0075】

変換素子７は、半導体チップ１１の青色放射線を緑色放射線に変換する第１の変換領域８を有する。第１の変換領域８の側方に、半導体チップ１１の青色放射線を赤色放射線に変換する第２の変換領域９が配置されている。これらの変換領域８，９は、この場合、互いに直接隣り合う。

【0076】

図２２の実施例によるオプトエレクトロニクス部材は、未変換の青色光と、変換された赤色光と、変換された緑色光とから構成され、かつ温白色領域内の色度座標を有する混色光を放射する。

【0077】

本出願は、独国特許出願第１０２０１８１０５９１０．８号の優先権を主張し、これによりこの開示内容は参照により本願に組み込まれる。

【0078】

本発明は、これらの実施例に基づく説明により、これらの実施例に限定されるものではない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲または実施例においてこれらの特徴またはこの組合せ自体が明確には述べられていない場合であっても、ことに特許請求の範囲内の特徴のあらゆる組合せが含むあらゆる新たな特徴ならびにこれらの特徴のあらゆる組合せを含む。

【符号の説明】

【0079】

１ 第１の変換層
２ 補助支持体
３ 第２の変換層
４ 積層スタック
５ 断片
６ 分離線
７ 変換素子
８ 第１の変換領域
９ 第２の変換領域
１０ 第３の変換層
１１ 半導体チップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】