CN105122481A - 波长转换元件、光电组件和印刷模版 - Google Patents

Abstract

波长转换元件采用具有带有外部轮廓的基本形状的小平坦板的形式。波长转换元件具有相对于基本形状的凹入，所述凹入由限制边沿限制。小于90°的角度被形成在限制边沿和外部轮廓相遇的每个点处。

Description

波长转换元件、光电组件和印刷模版

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的波长转换元件，涉及根据专利权利要求6的包括波长转换元件的光电组件，并且涉及根据专利权利要求9的用于制造波长转换元件的印刷模版。

本专利申请要求德国专利申请102013207564.2的优先权，其公开内容被通过引用而包括于此。

背景技术

根据现有技术，已知其中借助于波长转换元件来转换发光色彩的光电组件。这样的光电组件的波长转换元件包括被配置为吸收具有第一波长的电磁辐射并且随后发射具有第二（典型地更大的）波长的电磁辐射的发光物质。还可能的是组合用于发射具有不同波长的电磁辐射的各种发光物质。例如，包括在蓝色谱范围中进行发射的发光二极管芯片的光电组件是已知的，其中，由发光二极管芯片所生成的蓝色光借助于波长转换元件而被转换为白色光。

已知的是，将这样的波长转换元件成形为可以被布置在光电半导体芯片的发光表面之上的小板。在这种情形中，形成包括用于被布置在表面处的电接触焊盘的腔体的小板。然而，由此，在电接触焊盘附近，光电半导体芯片的发光表面的部分可能仍然未被波长转换元件覆盖。在这些区域中，可能发射出其波长尚未被转换的光。这不利地影响发射特性的可再现性和对应的光电组件的色彩轨迹的可再现性。

发明内容

本发明的目的是提供一种波长转换元件。通过具有权利要求1的特征的波长转换元件来解决该目的。本发明的进一步的目的是提供一种光电组件。通过具有权利要求6的特征的光电组件来解决该目的。本发明的进一步的目的是提供一种用于生产波长转换元件的印刷模版。通过具有权利要求9的特征的印刷模版来解决该目的。在从属权利要求中指示各个实施例。

波长转换元件被形成为具有带有外部轮廓的基本形状的平坦小板。由此，与基本形状相比，所述波长转换元件包括由边界边沿所限制的切口（cut-out）。每当边界边沿遇到外部轮廓时，就相应地围成小于90°的角度。有利地，通过利用波长转换元件的材料来设计大角度区中的切口的边界边沿从而围成该波长转换元件的切口。结果，甚至在切口的附近，波长转换元件也完全覆盖其上布置有波长转换元件的光电半导体芯片的表面。因此，波长转换元件有利地允许由光电半导体芯片发射的电磁辐射的特别地完全的波长转换。

在波长转换元件的实施例中，波长转换元件具有矩形的基本形状。有利地，所述波长转换元件因此特别适合于被布置在矩形的光电半导体芯片上。

在波长转换元件的实施例中，所述切口被布置在所述波长转换元件的所述基本形状的角部区域中。有利地，所述波长转换元件因此适合于被布置在具有被布置在角部区域中的电接触焊盘的光电半导体芯片的上侧上。

在波长转换元件的实施例中，波长转换元件包括硅树脂。有利地，可以因此特别简单地并且廉价地生产所述波长转换元件。

在波长转换元件的实施例中，波长转换元件包括嵌入的磷。由此，磷可以被配置为吸收第一波长的电磁辐射并且随后发射第二（典型地更大的）波长的电磁辐射。由此，嵌入到所述波长转换元件中的磷可以有利地引起电磁辐射的波长转换。

光电组件包括在其上侧上布置有上面提到的类型的波长转换元件的光电半导体芯片。有利地，该光电组件的所述波长转换元件非常完全地覆盖所述光电半导体芯片的表面，所述波长转换元件因此转换非常高的百分比的由光电半导体芯片发射的电磁辐射。结果，可以有利地避免不想要的未转换的电磁辐射的发射。

在光电组件的实施例中，所述光电半导体芯片是发光二极管芯片（LED芯片）。所述光电组件于是充当发光二极管组件。例如，可以提供所述发光二极管组件以用于发射白色光。在该情形下可以例如提供所述光电组件的所述光电半导体芯片以用于发射具有在蓝色谱范围中的波长的光。可以提供所述光电组件的所述波长转换元件，以把在所述蓝色谱范围中的波长的光转换为白色光。因此，归因于借助所述波长转换元件来特别是完全覆盖所述光电半导体芯片的表面，在所述光电组件的所有位置处仅产生预先确定的低的或可忽略的百分比的未从蓝色谱范围转换的光。结果，所述光电组件可以有利地包括特别是同质的并且可再现的发射特性以及可以特别精确地确定的色彩轨迹。

在光电组件的实施例中，键合焊盘被形成在所述光电半导体芯片的上侧上。由此，所述波长转换元件的所述切口被布置在所述键合焊盘之上。有利地，所述键合焊盘允许电接触所述光电组件的所述光电半导体芯片。布置在所述光电半导体芯片的上侧上的所述波长转换元件的切口允许借助于键合布线电接触所述光电半导体芯片的键合焊盘。

用于生产波长转换元件的印刷模版包括具有带有外部轮廓的基本形状的开孔。由此，与基本形状相比，所述开孔包括由边界边沿限制的切口。每当边界边沿遇到外部轮廓时，就相应地围成小于90°的角度。有利地，所述印刷模版适合于生产可以被布置在光电半导体芯片的上侧上并且甚至在所述切口的附近也特别是完全地覆盖所述上侧的波长转换元件。归因于所述印刷模版的所述开孔的所述切口的边界边沿的设计，确保了无论由所述印刷处理引起的潜在形状容限如何，甚至是在所述波长转换元件的切口区中，在印刷处理中借助于印刷模版生产的波长转换元件的材料也都封闭地限制所述切口。

在印刷模版的实施例中，印刷模版被成形为丝网。有利地，所述印刷模版因此适合于借助丝网印刷（screen-printing）处理来生产波长转换元件。

附图说明

利用将结合附图解释的实施例示例的以下的描述，本发明的上面描述的性质、特征和优点以及实现它们的方式将在上下文中变得更清楚，附图示意性地示出：

图1是具有光电半导体芯片和波长转换元件的光电组件的透视图；

图2是在波长转换元件上的顶视图；

图3是在用于生产波长转换元件的印刷模版上的顶视图；以及

图4是在第二波长转换元件上的顶视图。

具体实施方式

图1示出光电组件100的示意性透视图。光电组件100可以例如是发光二极管组件。光电组件100包括光电半导体芯片200和波长转换元件300。

光电半导体芯片200可以例如是发光二极管芯片（LED芯片）。光电半导体芯片200包括上侧210，上侧210形成光电半导体芯片200的辐射发射表面。光电半导体芯片200被配置为在由上侧210形成的辐射发射表面处发射电磁辐射（诸如可见光）。光电半导体芯片200可以例如被配置为发射蓝色谱范围中的波长的电磁辐射。

提供波长转换元件300以把由光电半导体芯片200发射的电磁辐射转换为不同波长的电磁辐射。为此目的，波长转换元件300能够吸收具有由光电半导体芯片200发射的波长的电磁辐射，并且随后发射不同的典型地更大的波长的电磁辐射。波长转换元件300可以例如被配置为把由光电半导体芯片200发射的电磁辐射转换为在潜在地仍然未被转换的由光电半导体芯片200发射的电磁辐射的各部分的混合中传送白色色彩印象的波长的电磁辐射。

波长转换元件300可以包括嵌入到基质中的磷。基质可以包括光学上实质地透明的材料（例如硅树脂）。磷可以例如是有机磷或无机磷。磷可以还包括量子点。嵌入到波长转换元件300的基质中的磷引起波长转换元件300的所描述的波长转换。

光电半导体芯片200的上侧210具有矩形形状。波长转换元件300被成形为平坦小板，并且被布置在光电半导体芯片200的上侧210上。图2示出波长转换元件300的示意性的顶视图。

波长转换元件300具有实质上与光电半导体芯片200的上侧210的形状对应的基本形状310。在所示出的示例中，波长转换元件300因此具有矩形基本形状310。如果光电半导体芯片200的上侧210具有除矩形形状外的另外的形状，则对应地将必须形成具有不同的基本形状310的波长转换元件300。矩形基本形状310具有由第一外部边沿321、第二外部边沿322、第三外部边沿323和第四外部边沿324所形成的外部轮廓320。

在光电半导体芯片200的上侧210的角部区域中布置键合焊盘220。键合焊盘220也可以被提及为电接触焊盘。键合焊盘220用来借助于键合布线110来电接触光电半导体芯片200。光电半导体芯片200的第二电接触焊盘可以例如被布置在与上侧210相对的光电半导体芯片200的下侧上。

包括键合焊盘220的光电半导体芯片200的上侧210的角部区域归因于要被连接到其上的键合布线110而必须保持未被覆盖，并且必须不被波长转换元件300覆盖。因此，波长转换元件300包括在基本形状310的角部区域330中的切口340。切口340的大小稍微大于在光电半导体芯片200的上侧210处的键合焊盘220的大小。

切口340由边界边沿350限制。边界边沿350形成波长转换元件300的外部轮廓的部分。在边界边沿350的区域中，波长转换元件300的外部轮廓因此与矩形基本形状310的外部轮廓320偏离。

边界边沿350遇到基本形状310的外部轮廓320的第一外部边沿321的位置形成第一交点351。边界边沿350遇到基本形状310的外部轮廓320的第二外部边沿320的位置形成第二交点352。边界边沿350在第一交点351与第二交点352之间延伸。

在第一交点351处，第一围成角度361被围成在切口340的边界边沿350与基本形状310的外部轮廓320的第一外部边沿321之间。在第二交点352处，第二围成角度362被围成在切口340的边界边沿350与基本形状310的外部轮廓320的第二外部边沿322之间。第一围成角度361和第二围成角度362均小于90°。因此，边界边沿350并不成直角地从波长转换元件300的基本形状310的外部轮廓320离开，而是从所围成的锐角361、362离开。

作为由切口340的边界边沿350与基本形状310的外部轮廓320的外部边沿321、322之间所围成的角度361、362均小于90°的事实产生的结果，第一交点351与第二交点352之间的边界边沿350覆盖多于90°的角度。另一结果是，在毗邻边界边沿350上的第一交点351与第二交点352的各切线之间围成小于90°的张开角度360。

所描述的波长转换元件300的切口340的边界边沿350的设计具有如下的优点：甚至在键合焊盘220附近，特别是在靠近光电半导体芯片200的上侧210的外部轮廓的区域中，波长转换元件300的材料也非常完全地覆盖光电半导体芯片200的上侧210。由此，减少或防止在波长转换元件300的边沿区域处的光电半导体芯片200的未被转换的电磁辐射的不想要的发射。有利地，因此可以增加光电组件100的发射特性和色彩轨迹的可再现性。

波长转换元件300的上侧可能呈现出由生产处理引起的粗糙度。波长转换元件300的上侧的外部边沿可能呈现为由生产处理引起的圆形。

可以借助印刷处理（例如丝网印刷或模版印刷）来生产波长转换元件300。图3示出可以被用于在印刷处理中生产波长转换元件300的印刷模版400上的示意图。

印刷模版400具有平面配置和开孔405。印刷模版400可以例如采用丝网的形式。在此情况下，印刷模版400的丝网在开孔405的区域中是敞开的，并且在印刷模版400的其它区域中的封闭的。

开孔405的形状实质上与波长转换元件300的形状对应。在所描绘的示例中，开孔405因此具有带有由第一外部边沿421、第二外部边沿422、第三外部边沿423和第四外部边沿424形成的外部轮廓420的矩形基本形状410。

在基本形状410的角部区域430中，印刷模版400的开孔405包括切口440。在开孔405的切口440的区域中，印刷模版400因此并不敞开而是紧密地封闭。切口440由形成开孔405的外部轮廓的一部分的边界边沿450限定。在切口440的边界边沿450的区域中，开孔405的外部轮廓因此与矩形基本形状410的外部轮廓420偏离。

第一交点451形成边界边沿450遇到基本形状410的外部轮廓420的第一外部边沿421的位置。第二交点452形成切口440的边界边沿450遇到基本形状410的外部轮廓420的第二外部边沿422的位置。在第一交点451处，边界边沿450和第一外部边沿421围成第一围成角度461。在第二交点452处，开孔405的切口440的边界边沿450和矩形基本形状410的外部轮廓420的第二外部边沿422围成第二围成角度462。第一围成角度461和第二围成角度462均计量为小于90°。结果，第一交点451与第二交点452之间的切口440的边界边沿450覆盖多于90°的角度。在第一交点451和第二交点452处毗邻切口440的边界边沿450的各切线之间，围成小于90°的张开角度460。

图4示出进一步的波长转换元件500上的示意性的顶视图。波长转换元件500适合于用在包括光电半导体芯片的光电组件中，其键合焊盘并非被布置在矩形上侧的角部区域中，而是布置在上侧的两个角部区域之间的外部边沿处。

波长转换元件500包括具有外部轮廓520的矩形基本形状510。由第一外部边沿521、第二外部边沿522、第三外部边沿523和第四外部边沿524形成矩形基本形状510的外部轮廓520。每个外部边沿521、522、523、524成直角地邻接两个分别相邻的外部边沿521、522、523、524。

波长转换元件500包括在其基本形状510的第一外部边沿521处的切口540。在切口540的区域中，波长转换元件500的形状与基本形状510偏离。切口540由边界边沿550限定。边界边沿550形成波长转换元件500的外部轮廓的一部分。在边界边沿550的区域中，波长转换元件500的外部轮廓因此与基本形状510的外部轮廓520偏离。

在第一交点551和第二交点552，边界边沿550遇到假想的矩形基本形状510的外部轮廓520的外部边沿521。在第一交点551处，边界边沿550与第一外部边沿521围成第一围成角度561。在第二交点552处，切口540的边界边沿550与基本形状510的外部轮廓520的第一外部边沿521围成第二围成角度562。第一围成角度561和第二围成角度562均计量为小于90°。结果，切口540的边界边沿550覆盖第一交点551与第二交点552之间的大于180°的角度。在第一交点551和第二交点552处毗邻边界边沿550的各切线之间，围成不可忽略的角度。因此，各切线并未被定向为关于彼此平行。

可以借助于使用印刷模版的印刷处理来生产图4的波长转换元件500，印刷模版包括其形状与所描述的波长转换元件500的形状互补的开孔。

还可想见具有除矩形基本形状外的另外的形状的波长转换元件。例如，具有圆形基本形状的波长转换元件是可想见的。在每种情况下，波长转换元件的基本形状优选地与其上要被布置波长转换元件的光电半导体芯片的形状对应。在每种情况下，波长转换元件与其基本形状相比包括切口，所述切口由边界边沿限定。在每种情况下，边界边沿以锐角遇到波长转换元件的相应的基本形状的外部轮廓。

结合优选的实施例更详细地示出并且描述了本发明。然而，本发明不限制于所公开的示例。相反地，在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员可以由此得出变形。

标号列表

100光电组件

110键合布线

200光电半导体芯片

210上侧

220键合焊盘

300波长转换元件

310基本形状

320外部轮廓

321第一外部边沿

322第二外部边沿

323第三外部边沿

324第四外部边沿

330角部区域

340切口

350边界边沿

351第一交点

352第二交点

360张开角度

361第一围成角度

362第二围成角度

400印刷模版

405开孔

410基本形状

420外部轮廓

421第一外部边沿

422第二外部边沿

423第三外部边沿

424第四外部边沿

430角部区域

440切口

450边界边沿

451第一交点

452第二交点

460张开角度

461第一围成角度

462第二围成角度

500波长转换元件

510基本形状

520外部轮廓

521第一外部边沿

522第二外部边沿

523第三外部边沿

524第四外部边沿

540切口

550边界边沿

551第一交点

552第二交点

561第一围成角度

562第二围成角度。

Claims (10)

1.一种波长转换元件（300，500），

其中，所述波长转换元件（300，500）具有小平坦板的形状，所述小平坦板具有带有外部轮廓（320，520）的基本形状（310，510），

其中，所述波长转换元件（300，500）与由边界边沿（350，550）限定的基本形状（310，510）相比包括切口（340，540），

其中，在所述边界边沿（350，550）和所述外部轮廓（320，520）的结合（351，352，551，552）处，围成小于90°的角度（361，362，561，562）。

2.如权利要求1所述的波长转换元件（300，500），

其中，所述波长转换元件（300，500）具有矩形基本形状（310，510）。

3.如前述权利要求中的任一项所述的波长转换元件（300），

其中，所述切口（340）被布置在所述波长转换元件（300）的所述基本形状（310）的角部区域（330）中。

4.如前述权利要求中的任一项所述的波长转换元件（300，500），

其中，所述波长转换元件（300，500）包括硅树脂。

5.如前述权利要求中的任一项所述的波长转换元件（300，500），

其中，所述波长转换元件（300，500）包括嵌入的磷。

6.一种光电组件（100），

包括光电半导体芯片（200），

其中，根据前述权利要求中的任一项的波长转换元件（300，500）被布置在所述光电半导体芯片（200）的上侧（210）上。

7.如权利要求6所述的光电组件（100），

其中，所述光电半导体芯片（200）是发光二极管芯片。

8.如权利要求6和7中的任一项所述的光电组件（100），

其中，键合焊盘（220）被形成在所述光电半导体芯片（200）的所述上侧（210）上，

其中，所述波长转换元件（300，500）的所述切口（340，540）被布置在所述键合焊盘（220）之上。

9.一种用于制造波长转换元件（300，500）的印刷模版（400），

其中，所述印刷模版（400）包括具有带有外部轮廓（420）的基本形状（410）的开孔（405），

其中，所述开孔（405）与由边界边沿（450）限定的基本形状（410）相比包括切口（440），

其中，在所述边界边沿（450）和所述外部轮廓（420）的结合（451，452）处，围成小于90°的角度（461，462）。

10.如权利要求9所述的印刷模版（400），

其中，所述印刷模版（400）被形成为丝网。