CN105190918B - 用于制造波长转换元件的方法、波长转换元件和具有波长转换元件的器件 - Google Patents

用于制造波长转换元件的方法、波长转换元件和具有波长转换元件的器件 Download PDF

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Abstract

提出一种用于制造波长转换元件(10)的方法，其中提供波长转换层(100)，用等离子体(50)处理所述波长转换层的表面并且冲裁波长转换层。此外，提出一种波长转换层和一种具有波长转换层的光电子器件。

Description

用于制造波长转换元件的方法、波长转换元件和具有波长转 换元件的器件
技术领域
本发明涉及一种用于制造波长转换元件的方法、一种波长转换元件和一种包含波长转换元件的器件。
背景技术
发光二极管(LED)在窄的波长范围中产生光，通过所述波长范围通常产生单色的发光印象。为了得到多色或混合色的发光印象，通常在LED的下游设置颜料，所述颜料将由LED放射的光部分地转换为具有其他波长的光。因此，通过将经转换的光与最初由LED放射的光叠加，能够得到更宽的波长谱，所述波长谱能够引起多色或混合色的发光印象。
在此，转换波长的颜料通常嵌入波长转换层中，所述波长转换层必须分割为波长转换元件，以便能够在光电子器件中使用。至今为止，分割不能够以令人满意的质量进行。借助于激光的分割能够造成元件的发黑进而造成LED的亮度损失，锯割不提供在元件中实现留空部的可能性，并且水切割造成波长转换元件的较差的棱边质量。
发明内容
本发明的至少一个实施方式的目的是，提出一种用于制造波长转换元件的改进的方法。其他的目的是提供具有改进的特性的波长换换元件和提供包括这种波长转换元件的器件。
提出一种用于制造波长转换元件的方法，所述方法包括下述方法步骤：
A)提供具有第一表面和与第一表面相对置的第二表面的波长转换层，所述波长转换层设置在载体层上；
B)用等离子体处理第一表面；
C)至少冲裁波长转换层，其中得到具有第一表面和相对置的第二表面的至少一个波长转换元件。
在方法步骤A)中，首先制造波长转换层，这例如能够通过模压成型(compressionmolding)、喷铸或压铸进行。
借助关于波长转换元件的和波长转换层的第一和第二表面“相对置”分别表示表面的尽可能彼此平行的设置。
波长转换元件能够具有主延伸平面，所述波长转换元件沿横向方向在所述主延伸平面中延伸。垂直于主延伸平面、沿竖直方向，波长转换元件能够具有厚度。波长转换元件的厚度优选相对于波长转换元件沿横向方向的最大延伸是小的。波长转换元件的主平面形成波长转换元件的第一表面。
关于波长转换层的特性、组成、材料和填充度的下述实施方案同样适用于波长转换元件，从波长转换层中分割所述波长转换元件。在此，分割在不进行物理地或化学地改变波长转换层的情况下或仅在改变波长转换层的第一和/或第二表面的条件下进行。
波长转换层包括至少一种波长转换材料，所述波长转换材料整面地嵌入基质材料中。波长转换材料尤其能够适合于，将最初由半导体芯片产生的光(初级辐射)至少部分地吸收并且作为具有至少部分地与初级辐射不同的波长范围的次级辐射发射。初级辐射和次级辐射能够包括在红外至紫外波长范围中的、尤其在可见波长范围中的一个或多个波长和/或波长范围。在此，初级辐射的光谱和/或次级辐射的光谱能够是窄带的，也就是说，初级辐射和/或次级辐射能够具有单色的或近似单色的波长范围。初级辐射的光谱和/或次级辐射的光谱也能够替选地是宽带的，也就是说，初级辐射和/或次级辐射能够具有混合色的波长范围，其中混合色的波长范围能够具有连续的光谱或带有不同波长的多个离散的光谱分量。初级辐射和次级辐射能够叠加地引起白色的发光印象。替选地，波长转换元件能够将初级辐射完全地转换为次级辐射，其中在该情况下也能够涉及所谓的全转换。
在此，波长转换材料能够具有一种或多种下述材料：碱土金属的和稀土元素的石榴石，例如YAG:CE3+、氮化物、氮化物硅酸盐、Sione、塞隆(Sialone)、铝酸盐、氧化物、卤化磷酸盐、正硅酸盐、硫化物、钒酸盐和氯代硅酸盐。此外，波长转换材料能够附加地或替选地具有有机材料，所述有机材料能够选自下述组：二萘嵌苯、苯并芘、氧杂萘邻酮或罗丹明和偶氮颜料。
波长转换层能够作为嵌入基质材料中的波长转换材料具有所谓的波长转换材料的适当的混合物和/或组合物。基质材料能够包围或包含波长转换材料或者化学结合到波长转换材料上。在此，波长转换材料能够均匀地分布在基质材料中。波长转换材料例如能够以颗粒的形式成形，所述颗粒能够具有小于或等于100μm并且尤其在2μm和30μm之间的大小。
此外，波长转换层能够作为基质材料包括透明的基质材料，波长转换材料嵌入所述基质材料中。透明的基质材料能够选自下述组：玻璃、硅氧烷、环氧化物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、酰亚胺、碳酸酯、聚氨酯或其呈单体、低聚物或聚合物的形式的衍生物并且此外还有其混合物、共聚物或化合物。例如，基质材料能够包括或是环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯或硅树脂、例如聚硅氧烷或其混合物。
尤其，基质材料能够包括硅树脂或是硅酮。硅酮能够由于其热塑性的特性一方面是能良好加工的并且另一方面具有波长转换元件所需要的辐射稳定性以及所需要的光学特性、例如透明度。
此外，波长转换层也能够包括硅酮。在硅酮的情况下，能够借助于等离子体在波长转换层的用等离子体处理的表面上产生Si-O基团和/或Si-OH基团。此外，可能的是，波长转换层包括可水解的化学基团。
波长转换材料能够在基质材料中以例如≥15％和≤80％的填充度存在。波长转换层包括第一表面和与第一表面相对置的第二表面，所述第一表面和所述第二表面也能够称作为波长转换层的上侧和下侧。在此，第二表面或下侧设置在载体层上。
用于在方法步骤B)中处理第一表面的等离子体能够是氧化的等离子体，例如氧等离子体和/或臭氧等离子体。“处理”在本文中理解为，将第一表面暴露于等离子体一定时间，直至出现表面的改变。改变例如能够通过下述方式通过化学反应引起：等离子体与波长转换层中的基质材料的设置在第一表面上的分子或分子取代基发生反应。在此，在含硅酮的基质材料的情况下，例如能够将CmHn基团氧化，使得SiO2保留在表面上。改变也能够通过基质材料的设置在第一表面上的聚合物的重组引起。通过改变，降低第一表面的粘性或减少第一表面的、例如硅酮的表面附着。也能够涉及由于通过等离子体处理引起的灰化过程造成的玻璃化。因此，也能够在方法步骤C)中冲裁在波长转换层中存在的非常有粘性的或有弹性的基质材料。
在通过等离子体处理造成的玻璃化的情况下，借助于氧等离子体和/或臭氧等离子体将氧嵌入到波长转换层的有粘性的材料中。这引起，在波长转换层的玻璃化的表面上将波长转换层的有粘性的材料改变为不那么有粘性的玻璃材料。在此，玻璃化的表面能够是第一表面和/或第二表面。因此，那么波长转换层包含有粘性的材料和玻璃材料，其中玻璃材料由有粘性的材料通过引入氧和/或OH基团来产生。
此外，可能的是，通过玻璃化减少污染物质在波长转换层的玻璃化的表面上的附着力。在此，粘性降低的过程能够通过附着力降低的过程来确定。换言之，材料的粘性越小，那么污染物的附着力就能够越小。此外，由在玻璃化之后的较小的附着力能够推断出相对于在玻璃化之前的玻璃化的表面的表面粗糙度降低的粗糙度。
玻璃化尤其能够具有特定的渗透深度。换言之，波长转换层在借助等离子体处理的玻璃化之后沿竖直方向、也就是说垂直于玻璃化的表面直至例如能够对应于波长转换层的厚度的例如最高2％的、优选最高1％的渗透深度能够是玻璃化的，即具有玻璃。例如，渗透深度最小为30nm并且最高为600nm。因此，波长转换层能够沿着在制造公差的范围中垂直于第一表面伸展的方向从玻璃化的表面直至渗透深度具有玻璃。在渗透深度之后，波长转换层具有由波长转换层的玻璃化的和未玻璃化的材料构成的混合物。
在方法步骤C)中，至少冲裁波长转换层，其中得到至少一个波长转换元件。在方法步骤C)中是否得到一个或多个波长转换元件与所使用的冲裁工具是否能够同时冲裁仅一个波长转换元件或多个波长转换元件相关。这也适用于该方法的下述实施方案，即使关于制造的波长转换元件未详细说明“至少一个”或“最少一个”时也如此。
能够多次重复方法步骤C)，使得从在方法步骤A)中提供并且在方法步骤B)中用等离子体处理的波长转换层中分割多个波长转换元件，其中在执行第一方法步骤C)之前，波长转换层的提供和等离子体处理仅进行一次。
波长转换元件包括第一表面和相对置的第二表面，所述第一表面和所述第二表面对应于波长转换层的可能经过等离子体处理的第一和第二表面的区域。此外，波长转换元件包括与第一表面或与第二表面一起形成棱边的侧边缘。
因此，方法步骤C)为从波长转换层中分割波长转换元件。
在该方法中，能够将载体层在方法步骤B)之后移除。因此，第一表面的等离子体处理能够发生，只要载体层还设置在波长转换层的第二表面上。这可能能够使在等离子体处理期间用于波长转换层的复杂的固持变得多余。
替选地，也能够在方法步骤B)之前，即在对波长转换层的第一表面进行等离子体处理之前，移除载体层。在该情况下，能够用等离子体处理波长转换层的第一表面并且同时处理第二表面。
此外，在该方法中，在跟随方法步骤B)的方法步骤B1)中，能够用等离子体处理波长转换层的第二表面。这尤其能够在方法步骤B)之后移除载体层时进行。在该情况下，不同时地、而是相继地用等离子体处理波长转换层的第一和第二表面。对于用等离子体处理波长转换层的第二表面，用于波长转换层的第一表面的等离子体处理的实施方案类似地适用。
此外，在方法步骤C)中，能够冲裁波长转换层并且将波长转换元件在容器中接收。因此，在没有载体的情况下在容器中得到在第一和第二表面上用等离子体处理的波长转换元件。所述容器能够用于：将波长转换元件运输并且在其他方法步骤中机械地分类并且对其特性进行测试。最后，能够将波长转换元件施加在辅助层上并且随后运输至其应施加于的半导体芯片。辅助层能够是可再次分离的膜、例如散热膜或UV释放膜。
在此，能够多次重复方法步骤C)，使得将多个波长转换元件在容器中接收，并且能够如为一个波长转换元件实施的那样继续加工。
根据另一实施方式，能够在方法步骤B)之前或之后移除载体层并且在方法步骤C)中冲裁波长转换层，其中波长转换元件借助第二表面设置在辅助层上。辅助层能够是可再分离的膜、例如散热膜或UV释放膜。因此，在所述实施方式中，将波长转换元件的第二表面在方法步骤C)中冲裁到辅助层上。能够多次重复方法步骤C)，使得将多个波长转换元件共同地设置或冲裁在辅助层上。在此，在每次执行方法步骤C)之后，将冲裁工具相对于辅助层平行地移动，使得将在下一方法步骤C)中制造的波长转换元件冲裁到辅助层的下述区域上，在所述区域上还不存在波长转换元件。
能够对设置在辅助层上的一个或多个波长转换元件进行测试、分类和运输。必要时，一个或多个波长转换元件能够借助其第一表面施加在新的辅助层上以用于随后的运输，其中移除在波长转换元件的第二表面的一侧上的辅助层。在所述实施方式中，对仅一侧、即波长转换层的第一表面的等离子体处理是必需的。
根据另一实施方式，波长转换层能够设置在载体层上，并且在方法步骤C)中将波长转换层和载体层共同地冲裁。在此，将波长转换元件保持设置在冲裁的载体层上。在所述实施方式中，仅波长转换层的第一表面用等离子体处理。在此，冲裁的载体层的和设置在其上的波长转换元件的侧边缘能够完全相叠地设置。
此外，在方法步骤C)中，能够将冲裁的载体层借助背离波长转换元件的一侧设置在粘接层上。因此，得到下述波长转换元件，所述波长转换元件设置在冲裁的载体层上，所述载体层又设置在粘接层上。
能够多次重复方法步骤C)，使得得到分别设置在冲裁的载体层上的多个波长转换元件。此外，设置在冲裁的载体层上的多个波长转换元件能够在方法步骤C)中共同地设置在粘接层上。为此，在每次执行方法步骤C)之后，将粘接层相对于冲裁工具平行地移动，使得将在下一方法步骤C)中得到的、设置在冲裁的载体层上的波长转换元件设置在粘接层的不具有冲裁的载体层和波长转换元件的区域上。
此外，在跟随方法步骤C)的方法步骤C1)中，能够将辅助层设置在波长转换元件的第一表面上并且将粘接层移除。作为辅助层能够使用可再分离的膜、例如散热膜或UV释放膜。一旦所述膜施加在波长转换元件的第一表面上，那么将粘接膜连同冲裁的载体层一起从波长转换元件拉下。替选地，也能够首先移除粘接层并且然后在单独的过程中移除冲裁的载体层。因此，得到借助第一表面设置在辅助层上的波长转换元件。随后，能够对所述波长转换元件的特性进行测试并且将其分类并且必要时施加到新的辅助层上，以便随后运输。
当多次重复方法步骤C)时，能够将辅助层施加到所有设置在粘接层上的波长转换元件上，并且将粘接层和冲裁的载体层从所有波长转换元件移除。
因此，能够冲裁波长转换层中的有粘性的或有弹性的基质材料，其中波长转换元件的通过冲裁过程可能倒圆的棱边可控地位于波长转换元件的一侧上、例如位于下侧上或位于第二表面上，并且锐利的棱边可控地位于波长转换元件的另一侧上、例如位于第一表面上。
在此并且在下文中，将锐利的棱边理解为，所述棱边近似围成由波长转换元件的第一和/或第二表面和侧边缘形成的90°角。当波长转换元件由应与波长转换元件的表面中的一个表面齐平的囊封件包围时，锐利的棱边尤其是有利的。
此外，在方法的方法步骤C)中，能够使用冲裁工具，所述冲裁工具具有下述内部形状，所述内部形状选自：四边形或近似四边形、圆形、具有至少一个留空部的四边形或近似四边形和具有至少一个留空部的圆形。同样能够考虑分别具有或不具有留空部的其他形状，例如四边形、椭圆形或不对称的形状。在此和在下文中，“留空部”应理解为，在波长转换元件的边缘上、尤其在环绕的边缘上存在凹部，所述凹部由冲裁工具的内部形状产生。此外，留空部也能够存在于波长转换元件的面之内。例如，在波长转换元件的边缘上能够存在两个留空部。两个留空部例如能够并排地或相对置地设置。
留空部能够用于：在光电子器件中能够实现穿过波长转换元件至位于下部的半导体芯片的通道并且将所述通道例如用于接触半导体芯片。
因此，借助上文所描述的方法，能够冲裁波长转换层进而分割波长转换元件，而不损坏包含在其中的波长转换材料或基质材料。此外，在此涉及具有用于应与波长转换元件的表面齐平的、随后的囊封件的锐利的棱边的波长转换元件的成本适宜的制造方法。此外，波长转换元件的制造工艺也比用作为波长转换小板的陶瓷小板的制造更便宜。通过冲裁工艺，得到与例如借助于丝网印刷法相比更好的表面和更好的棱边质量。
此外，提出一种借助上述方法制造的波长转换元件。波长转换元件能够在第一和/或第二表面的侧部上具有锐利的棱边。因此，波长转换元件的第二表面例如能够与波长转换元件的侧边缘近似形成90°角。
波长转换元件能够具有选自30μm至300μm的范围的厚度。在此，厚度能够沿着在制造公差的范围中垂直于波长转换层的第一表面伸展的方向给出。借助上文所述的方法，能够根据波长转换元件的应用领域制造不同厚度的波长转换元件。此外，波长转换元件能够具有选自0.1mm2至20mm2的范围、尤其选自0.1mm2至10mm2的范围、优选选自0.25mm2至5mm2的范围并且例如选自0.5mm2至2mm2的范围的面积。
此外，提出一种光电子器件，所述光电子器件具有根据上述实施方案的发射辐射的半导体芯片和波长转换元件，所述波长转换元件借助第一表面或第二表面在半导体芯片的光路中设置在半导体芯片上。因此，波长转换元件设置在半导体芯片上，其中在半导体芯片的上侧和波长转换元件之间能够设置有连接层，所述连接层用于将波长转换元件固定在半导体芯片上。发光半导体芯片例如能够构成为具有带有产生光的有源区域的基于砷化物、磷化物和/或氮化物化合物半导体材料体系的半导体层序列的发光二极管。这种半导体芯片是本领域技术人员已知的并且在此不再详细解释。
具有半导体芯片和波长转换元件的光电子器件例如还能够设置在载体上和/或壳体中并且能够借助于电端子、例如经由所谓的导线框电接触。
此外，波长转换元件能够具有至少一个如在上文中描述的留空部，所述留空部能够在半导体芯片的上侧之上设置，并且在所述留空部中设置有半导体芯片的接触区域。换言之，通过留空部，例如在半导体芯片的表面上穿过波长转换元件可接近半导体芯片的接触区域，使得穿过波长转换元件，半导体芯片对于线接触、例如键合线触而言能够是可接近的。此外，光电子器件能够具有键合线，所述键合线穿过留空部与半导体芯片的接触区域连接。在此，接触区域能够设置在半导体芯片的上侧的边缘区域中或也能够设置在上侧的远离边缘的中间区域中，其中与此相应地，波长转换元件的留空部也能够设置在边缘上，即尤其设置在环绕的边缘的区域中，或设置在中间区域中。
此外，器件能够具有包围半导体芯片的囊封件，所述囊封件与波长转换元件的第二表面或第一表面齐平。借助上述方法制造的波长转换元件在第二表面的和/或第一表面的侧部上具有锐利的棱边。因此，囊封件包围半导体芯片以及波长转换元件。囊封件例如能够包含TiO2和硅酮进而对于辐射是不可穿透的或至少是可少量穿透的。用于囊封件的替选的材料选自SiO2、Al2O3和BaSO4，其分别能够与硅酮混合。
附图说明
应根据下面的附图和实施例详细阐述本发明的方面：
图1a示出光电子器件的示意侧视图；
图1b示出光电子器件的示意俯视图；
图2a至2c示意地示出根据第一实施方式的根据本发明的方法的步骤；
图3a至3c示意地示出根据第二实施方式的根据本发明的方法的步骤；
图4a至4c示意地示出根据第三实施方式的根据本发明的方法的步骤；
图5a至5d示出根据方法的第一实施方式制造的波长转换元件的显微镜照片；
图6a至6g示出根据方法的第一实施方式制造的波长转换元件的电子显微镜照片；
图7a至7e示出根据方法的第二实施方式制造的波长转换元件的显微镜照片；
图8a至8f示出根据方法的第二实施方式制造的波长转换元件的电子显微镜照片。
具体实施方式
在实施例和附图中，相同的或起相同作用的组成部分能够分别设有相同的附图标记。示出的元件和其相互间的大小关系原则上不视为合乎比例的，更确切地说，为了更好的可示性和/或为了更好的理解，能够以夸大或夸厚的尺寸示出个别元件，例如层、构件、器件和区域。
图1a示出具有半导体芯片2和波长转换元件10的光电子器件的示意侧视图。波长转换元件10借助第一表面10a设置在半导体芯片上，所述半导体芯片又设置在载体1上。半导体芯片2和波长转换元件10由囊封件5包围，所述囊封件与波长转换元件的第二表面10b齐平。波长转换元件10具有留空部11，接触装置4穿过所述留空部引向半导体芯片2。第二接触装置3穿过载体1引向半导体芯片2。
在此未示出另一实施方式，根据该实施方式，波长转换元件10具有第二留空部11，接触装置3穿过所述第二留空部引向半导体芯片。此外，替选地，两个接触装置3和4能够穿过载体1引向半导体芯片2。在该情况下，波长转换元件10不具有留空部。
囊封件5例如能够是不透明的或不太透明的、优选强反射的含TiO2的囊封件。波长转换元件10能够包含一种或多种在上文中提到的基质材料和在其中分布的波长转换材料。因此，由半导体芯片2发射的初级辐射射到波长转换元件10上，所述波长转换元件将由半导体芯片发射的初级辐射至少部分地转换为次级辐射。
图1b示出光电子器件的示意俯视图，其中示出波长转换元件的第二表面10b和囊封件5。在此，可见波长转换元件10中的留空部11，接触装置4引导穿过所述留空部。
图2a至2c示出用于制造波长转换元件10的方法的第一实施方式。
在图2a中示出波长转换层100，将所述波长转换层在两侧用等离子体50(示意地通过虚线的箭头表明)、例如氧等离子体处理。这是方法的简化的示图。也可能的是，波长转换层100设置在载体200上(在此未示出)并且首先仅用等离子体50处理波长转换层的第一表面100a，然后将载体200移除并且最后用等离子体50处理第二表面100b、或下侧。
图2b示出波长转换层100，所述波长转换层固定在具有底座42和空腔41的冲裁工具40中。冲裁工具本身包括冲模20和手柄30，穿过空腔41引导所述冲模和手柄穿过冲裁工具40。
图2c示出冲模20，所述冲模引导穿过冲裁工具40，并且所述冲模在此已经冲出波长转换元件10。波长转换元件10被在容器60中接收并且能够从那里起以在容器中或在运输层上设置的方式继续运输和/或加工。能够多次重复在图2c中示出的冲裁，其中在每次执行之后移动波长转换层100，使得能够冲出另一波长转换元件10。能够将得到的波长转换元件10共同地在容器60中接收。
在图3a中示出在第一表面100a上用等离子体50处理的波长转换层100。在此又涉及简化的示图，因为波长转换层100能够设置在载体200上，其中能够在等离子体处理之后移除载体200。
图3b又示出冲裁工具40，在所述冲裁工具中设置有波长转换层100的。在此，与图2b中不同的是，冲裁工具40借助底座42设置在辅助层70、例如散热膜上。
在图3c中示意地示出的冲裁过程期间，将波长转换元件10借助其第二表面10b直接设置在辅助层70上。波长转换元件的第一表面10a位于波长转换元件的背离辅助层70的一侧。在所述辅助层70上能够对波长转换元件10进行测试，必要时分类并且设置在新的辅助层70上。能够多次重复在图3b中示出的冲裁过程，其中在每次执行之后移动波长转换层100，以便得到新的波长转换元件10，并且同样移动辅助层70，以便将新的波长转换元件10设置在辅助层70的不具有波长转换元件10的区域上(在此未示出)。
图4a示出方法的第三实施方式。在此，波长转换层100设置在载体200上。波长转换层的第一表面100a在一侧由等离子体50处理。
在图4b中示出，载体层200还有经过等离子体处理的波长转换层100设置在冲裁工具40中。冲裁工具40借助底座42设置在粘接层80上。在冲裁过程之后，冲裁的载体层220和波长转换元件10设置在粘接层80上，其中波长转换元件10借助其第二表面10b设置在冲裁的载体层220上。
图4c示出，在波长转换元件10的背离冲裁的载体层220的、第一表面10a上设置有辅助层70，并且将粘接层80连同冲裁的载体层220一起从波长转换元件拉下。在图4c中已经示出在相应多个冲裁过程之后在粘接层80上得到的多个冲裁的载体层220和波长转换元件10。
在图1a至4c中分别示出借助一个冲裁过程产生仅一个波长转换元件的冲裁工具。替选地，冲裁工具也能够成型为，使得借助一个冲裁过程同时得到多个波长转换元件。这出于概览性并未在此示出。
下面示出借助于方法的实施方式制造的波长转换元件。在图5和6中示出的示例中，示出具有1mm2的面积的波长转换元件，所述波长转换元件在两侧借助于氧等离子体玻璃化并且在冲裁过程之后、即在分割之后被在容器中接收。波长转换元件作为基质材料例如包含硅酮和颜料I(黄绿色的发光材料)和II(红色的发光材料)。示例性的发光材料是氧化物或氮化物、氮氧化物、塞隆(Sialone)和正硅酸盐。波长转换元件的厚度大约为110μm。
图7和8示出波长转换元件，所述波长转换元件具有2mm2的面积、仅在一侧用氧等离子体处理、并且在分割时冲裁到作为辅助层的散热膜上。厚度和材料与在图5和6的示例中是相同的。
在用于分割的方法之前，波长转换层分别设置在载体层上。
图5a至5d示出波长转换元件的显微镜照片。在此，图5a示出波长转换元件的上侧或第一表面10a，图5b示出波长转换元件的下侧或第二表面10b。图5c和5d分别示出具有波长转换元件的侧边缘的放大的局部。如从图中推出的，这涉及四边形的、在角部处具有留空部11的波长转换元件。
图6a至6g分别示出所述波长转换元件的电子显微镜照片。在此，图6a至6d示出波长转换元件的第一表面10a，图6e至6g示出波长转换元件的第二表面10b。尤其在图6b和6d中，在此，可良好地识别出在波长转换元件的侧边缘和第一表面10a之间的锐利的棱边。此外，清楚的是，第一表面10a的玻璃化部仅具有对应于波长转换元件的厚度的大约1％的渗透深度。图6c放大地示出在波长转换元件的角部处的留空部11。
图7a至7e示出如在上文中描述地那样制造的波长转换元件的显微镜照片。在此，在波长转换元件的相对侧上设有两个留空部11，如在图7a至7e中可见的那样。在图7a中，可见波长转换元件的第一表面10a，图7c示出波长转换元件的第二表面10b。图7d放大地示出波长转换元件的侧视图，其中在上部可见第二表面或下侧，并且在下部可见第一表面或上侧。图7e示出波长转换元件的放大的侧视图，其中在上部设置有第一表面或上侧并且在下部设置有第二表面或下侧。
图8a至8f示出所述波长转换元件的电子显微镜照片。图8a至8c示出第一表面10a，图8d至8f示出第二表面10b。尤其在图8b和8c中又能够识别出在波长转换元件的侧边缘和第一表面10a之间的锐利的棱边。
在波长转换元件的示例中可识别出的锐利的棱边示出，该方法非常适合于制造波长转换元件，所述波长转换元件能够在光电子器件中使用并且在那里能够与包围波长转换元件的囊封件齐平。
本申请要求德国申请DE 10 2013 104 776.9的优先权，其公开内容在此通过参引结合于此。
本发明不通过根据实施例进行的描述局限于此。更确切地说，本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合，这尤其是包含在实施例中的特征的任意的组合，即使所述特征或所述组合自身没有明确地在实施例中说明时也如此。

Claims (17)

1.一种用于制造波长转换元件(10)的方法，所述方法具有下述方法步骤：
A)提供具有第一表面(100a)和与所述第一表面(100a)相对置的第二表面(100b)的波长转换层(100)，所述波长转换层设置在载体层(200)上；
B)用等离子体(50)处理所述第一表面(100a)；
C)至少冲裁所述波长转换层(100)，其中得到具有第一表面(10a)和相对置的第二表面(10b)的至少一个波长转换元件(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在方法步骤B)之后，移除所述载体层(200)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在跟随方法步骤B)的方法步骤B1)中，用等离子体(50)处理所述波长转换层(100)的第二表面(100b)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤C)中，冲裁所述波长转换层(100)，并且将所述波长转换元件(10)在容器(60)中接收。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤C)中，冲裁所述波长转换层(100)，并且将所述波长转换元件(10)借助所述第二表面(10b)设置在辅助层(70)上。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在方法步骤C)中，冲裁所述波长转换层(100)和所述载体层(200)，并且将所述波长转换元件(10)保持设置在冲裁的所述载体层(220)上。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在方法步骤C)中，将冲裁的所述载体层(220)借助背离所述波长转换元件(10)的一侧设置在粘接层(80)上。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在跟随方法步骤C)的方法步骤C1)中，将辅助层(70)设置在所述波长转换元件(10)的第一表面(10a)上，并且将所述粘接层(80)移除。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤C)中，使用冲裁工具(40)，所述冲裁工具具有下述内部形状，所述内部形状选自：四边形、圆形、具有至少一个留空部(11)的四边形和具有至少一个留空部(11)的圆形。
10.一种借助根据权利要求1或2所述的方法制造的波长转换元件(10)。
11.一种具有第一表面(10a)和与所述第一表面(10a)相对置的第二表面(10b)的波长转换元件(10)，其中所述波长转换元件(10)从所述第一表面(10a)起和/或从所述第二表面(10b)起沿竖直方向直至渗透深度具有玻璃，并且从该渗透深度起具有比玻璃材料更有粘性的材料。
12.根据权利要求11所述的波长转换元件(10)，所述波长转换元件在所述第一表面和/或第二表面(10a)的侧部上具有锐利的棱边。
13.根据权利要求11或12所述的波长转换元件(10)，所述波长转换元件具有选自30μm至300μm的范围的厚度。
14.根据权利要求11或12所述的波长转换元件(10)，其中所述渗透深度至多对应于所述波长转换元件(10)的厚度的2％。
15.根据权利要求11或12所述的波长转换元件(10)，所述波长转换元件具有选自0.1mm2至20mm2的范围的面积。
16.一种具有发射辐射的半导体芯片(2)和根据上述权利要求中任一项所述的波长转换元件(10)的光电子器件，所述波长转换元件借助第一表面(10a)或第二表面(10b)在所述半导体芯片(2)的光路中设置在所述半导体芯片(2)上。
17.根据权利要求16所述的光电子器件，所述光电子器件此外具有包围所述半导体芯片(2)的囊封件(5)，所述囊封件与所述波长转换元件(10)的第二表面(10b)或第一表面(10a)齐平。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7060810B2 (ja) * 2019-11-19 2022-04-27 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007053286A1 (de) * 2007-09-20 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102010045403A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
CN102633440A (zh) * 2012-04-26 2012-08-15 南通脉锐光电科技有限公司 包含荧光体的玻璃涂层及其制造方法、发光器件及其制造方法
DE102011078689A1 (de) * 2011-07-05 2013-01-10 Osram Ag Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements und Konversionselement
CN102945914A (zh) * 2012-08-17 2013-02-27 南通脉锐光电科技有限公司 一种用于光学波长转换的荧光玻璃涂层及白光发光装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2660217B2 (ja) * 1992-03-17 1997-10-08 光計測技術開発株式会社 波長変換素子の製造方法
JPH09219339A (ja) * 1996-02-09 1997-08-19 Murata Mfg Co Ltd 積層型セラミック電子部品の製造方法および製造装置
JP4822482B2 (ja) 2001-05-23 2011-11-24 シチズン電子株式会社 発光ダイオードおよびその製造方法
DE10153445A1 (de) 2001-10-30 2003-05-22 Covion Organic Semiconductors Trocknungsverfahren
JP2004039833A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Shin Etsu Chem Co Ltd 多層フレキシブル印刷配線板
JP2004154913A (ja) * 2002-11-08 2004-06-03 Konica Minolta Holdings Inc シート状多層材料の打ち抜き切断方法
DE102004019973B4 (de) 2004-02-29 2006-07-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines kontaminationsgeschützten, optoelektronischen Bauelements und kontaminationsgeschütztes, optoelektronisches Bauelement
JP2004244643A (ja) 2004-05-19 2004-09-02 Sony Corp 蛍光体粉末、表示用パネル、並びに、平面型表示装置
JP4866003B2 (ja) 2004-12-22 2012-02-01 パナソニック電工株式会社 発光装置
DE102005034793B3 (de) * 2005-07-21 2007-04-19 G.L.I. Global Light Industries Gmbh Lichtemittierende Halbleiterdiode hoher Lichtleistung
JP4969100B2 (ja) * 2005-12-22 2012-07-04 京セラ株式会社 半導体蛍光体の製造方法
KR101226777B1 (ko) * 2008-03-25 2013-01-25 가부시끼가이샤 도시바 발광 장치와, 그 제조 방법 및 장치
KR100988887B1 (ko) * 2008-04-07 2010-10-20 국민대학교산학협력단 복합 구조를 갖는 박막형광체 및 그 제조방법
JP5363866B2 (ja) * 2009-04-23 2013-12-11 Ｔｏｗａ株式会社 成形装置及び成形方法
JP5662939B2 (ja) 2009-05-22 2015-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた光源装置
US20120266954A1 (en) 2009-10-29 2012-10-25 Takahiro Seike Organic photovoltaic cell
JP5389617B2 (ja) * 2009-11-18 2014-01-15 株式会社朝日ラバー 発光装置
KR101164926B1 (ko) 2010-08-16 2012-07-12 (주)아이셀론 Ｌｅｄ 모듈 제조방법
DE102010034923A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbunds aus einer Lumineszenzkonversionsschicht und einer Streuschicht
SG189315A1 (en) * 2011-06-07 2013-05-31 Toray Industries Resin sheet laminated body, method for producing same, and method for producing led chip with phosphor-containing resin sheet using same
JP2013004734A (ja) * 2011-06-16 2013-01-07 Asahi Glass Co Ltd 発光装置
DE102011115083A1 (de) 2011-09-19 2013-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konverterplättchen, strahlungsemittierendes Bauelement mit einem derartigen Konverterplättchen und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Konverterplättchens

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007053286A1 (de) * 2007-09-20 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102010045403A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
DE102011078689A1 (de) * 2011-07-05 2013-01-10 Osram Ag Verfahren zur Herstellung eines Konversionselements und Konversionselement
CN102633440A (zh) * 2012-04-26 2012-08-15 南通脉锐光电科技有限公司 包含荧光体的玻璃涂层及其制造方法、发光器件及其制造方法
CN102945914A (zh) * 2012-08-17 2013-02-27 南通脉锐光电科技有限公司 一种用于光学波长转换的荧光玻璃涂层及白光发光装置

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