KR102520089B1 - 광전자 구성요소 및 광전자 구성요소를 생산하는 방법 - Google Patents

광전자 구성요소 및 광전자 구성요소를 생산하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102520089B1
KR102520089B1 KR1020217005419A KR20217005419A KR102520089B1 KR 102520089 B1 KR102520089 B1 KR 102520089B1 KR 1020217005419 A KR1020217005419 A KR 1020217005419A KR 20217005419 A KR20217005419 A KR 20217005419A KR 102520089 B1 KR102520089 B1 KR 102520089B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
alkoxy
optoelectronic component
radiation
group
Prior art date
Application number
KR1020217005419A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210038604A (ko
Inventor
알랜 피켓
막심 엔. 초울
달샨 쿤달리야
아담 스코치
게르트루드 크래우터
Original Assignee
에이엠에스-오스람 인터내셔널 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이엠에스-오스람 인터내셔널 게엠베하 filed Critical 에이엠에스-오스람 인터내셔널 게엠베하
Publication of KR20210038604A publication Critical patent/KR20210038604A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102520089B1 publication Critical patent/KR102520089B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0756—Stacked arrangements of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/22—Luminous paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77348—Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/77748—Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)

Abstract

본 출원은 다수의 픽셀들을 포함하는 반도체 칩을 포함하고, 각 픽셀은 방사선 방출 표면으로부터 전자기 1차 방사선을 방출하는, 광전자 구성요소에 관한 것으로, 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에 변환 층들이 적용되고, 변환 층들은 3차원 실록산 기반 네트워크를 갖는 가교된 매트릭스 및 상기 매트릭스에 임베딩된 적어도 하나의 인광체를 포함한다. 변환 층들은 ≤ 30 ㎛의 두께를 갖는다.

Description

광전자 구성요소 및 광전자 구성요소를 생산하는 방법
본 개시는 광전자 구성요소 및 광전자 구성요소를 생산하는 방법에 관한 것이다.
자동차 전방 조명, 디스플레이 조명 또는 정보 보호와 같은, 특정 발광 다이오드(light-emitting diode: LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode: LD) 조명 애플리케이션들(lighting applications)에서, 광이 향하는 곳을 정확하게 안내하고 능동적으로 변경하기 위해 광원을 미세하게 픽셀화할 수 있어야 한다. 주어진 애플리케이션에 필요한 픽셀이 예를 들어, 길이가 약 300 ㎛ 미만인 경우, 크로스토크(crosstalk)를 방지하기 위해 주변 픽셀들 사이의 광학적 분리를 유지하면서, 예를 들어, 픽셀화된 LED와 같은 픽셀화된 광원에 근접하게 인광체 물질을 포함하는 변환 엘리먼트(conversion element)를 배치할 수 있어야 한다. 이와 관련하여, 크로스토크는 하나의 픽셀에 의해 생성된 광이 변환 엘리먼트를 통해 주변 픽셀들로 확산되는 정도를 나타낸다. 픽셀화된 조명 애플리케이션들의 변환 엘리먼트들에 대한 추가 요구 사항들은 예를 들어, 색상 균일성 및 열 안정성이다.
예를 들어, 공지된 세라믹, 단결정 및 박막 기반 변환 엘리먼트들은 하나 초과의 인광체가 필요한 경우, 단일 변환 엘리먼트, 예를 들어, 하향 변환 엘리먼트로부터 필요한 스펙트럼을 생성할 수 없다. 또한, 그것들은 모두 접착제 층이 필요하고, 이는 크로스토크 및 열 관리에 불리하다. 단결정들은 자체 내에서 매우 적은 활성화제 이온만을 허용할 수 있기 때문에, 단일 인광체 애플리케이션들에 대해서는 심지어 작동하지 않을 수 있다. 이러한 낮은 두께들에서, 인광체에 따라, 요망하는 색상 포인트(color point)에 도달하기에 충분한 활성제를 포함시키는 것이 불가능할 수 있다. 실리콘 중 인광체(phosphor-in-silicone), 유리 중 인광체(phosphor-in-glass) 및 유리 상 인광체(phosphor-on-glass) 하향-변환 엘리먼트들은 몇몇 제한들로 다수의 인광체 조성들, 즉, 인광체 블렌드들을 수용할 수 있지만, 유리 중/상 인광체(phosphor-in/on-glass) 옵션들은 상기 언급된 단점들을 갖는 접착제 층이 요구된다.
공지되어 있는 적색 LED 또는 레이저 다이오드 인광체들은 질화물 호스트들을 기반으로 한다. 질화물들은 공기 중 승온들에 노출되면 쉽게 손상된다. 가장 낮은 용융 유리들조차도, 유동성을 만들기 위해 섭씨 수백도를 필요로 하므로 인광체에 적어도 어느 정도 손상을 주지 않고 유리 중에 질화물 인광체를 포함시키는 것은 간단하지 않다. 적색 인광체들은 표준 실리콘 매트릭스들에 쉽게 혼합되지만, 이러한 매트릭스들은 필요한 높은 열 및 플럭스(flux) 조건들에서 안정적이지 않다.
픽셀 크기가 약 300 ㎛인 마이크로-픽셀화된 조명 애플리케이션들은 변환 엘리먼트들이 매우 얇아야 한다. 즉, ≤ 20 ㎛ 이어야 한다. 이러한 낮은 두께는 기존의 컨버터 엘리먼트 유형들의 경우 문제들을 일으킨다. 단결정, 세라믹, 및 유리 중/상 인광체 컨버터들은 모두 이러한 두께들에서 매우 깨지기 쉽고, 이는 불가능하지는 않더라도 취급을 어렵게 할 것이다. 박막형 인광체는 일반적으로 취급의 어려움을 피하기 위해 캐리어 웨이퍼(carrier wafer) 상에 증착되지만, 캐리어 웨이퍼는 나중에 추가 단계를 통해 제거되어야 하고, 이는 가능하지만 비용이 많이 들고 어려움이 있다.
상기 언급된 문제들을 극복하기 위해, 개선된 성질들을 갖는 광전자 구성요소 및 개선된 성질들을 갖는 광전자 구성요소를 생산하는 방법이 제공된다. 광전자 구성요소 및 방법의 구체예들이 종속항들의 설명의 대상이다.
일 양태에 따르면, 광전자 구성요소가 제공된다. 구성요소는 다수의 픽셀들을 포함하는 반도체 칩을 포함하고, 각 픽셀은 방사선 방출 표면으로부터 전자기 1차 방사선을 방출하고, 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에 변환 층들이 적용되고, 변환 층들은 3차원 실록산 기반 네트워크(three-dimensional siloxane-based network)를 갖는 가교된 매트릭스 및 상기 매트릭스에 임베딩된(embedded) 적어도 하나의 인광체를 포함하고, 변환 층들의 두께는 ≤ 30 ㎛, 바람직하게는 ≤ 20 ㎛이다.
전자기 1차 방사선은 가시 방사선 또는 비가시 방사선일 수 있다. 일 구체예에 따르면, 전자기 1차 방사선은 예를 들어, 청색 스펙트럼의 파장들을 갖는 가시 방사선이다. 반도체 칩의 픽셀들은 동일한 전자기 1차 방사선을 방출할 수 있다.
변환 층은 전자기 1차 방사선을 적어도 부분적으로 흡수한 후, 전자기 2차 방사선을 방출하는 층으로 이해되어야 한다. 1차 및 2차 방사선의 파장 범위들은 서로 구별될 수 있거나, 흡수된 파장과 방출된 파장 사이에 상당한 중첩이 있을 수 있다. 파장의 흡수 및 방출은 변환 층에 포함된 하나 이상의 인광체에 의해 수행된다. 일 구체예에 따르면, 전자기 2차 방사선은 전자기 1차 방사선의 파장보다 더 긴 파장을 포함한다. 이 경우에, 변환 층은 하향-변환 층이다.
일 구체예에 따르면, 변환 층은 예를 들어, 기판 상에 개별적으로 제조된 후, 후속 단계에서 광전자 구성요소에 포함될 수 있다. 다른 구체예에 따르면, 광전자 구성요소의 반도체 칩의 각 픽셀에서 인 시츄(in situ)로 생성된다.
반도체 칩의 픽셀들은 각각 전자기 1차 방사선을 방출하는 반도체 칩의 개별적으로 제어 가능한 부분들로 이해되어야 한다. 일 구체예에 따르면, 모든 픽셀들은 청색 방사선을 방출한다.
일 구체예에 따르면, 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에 적용되는 변환 층들은 반도체 칩에 직접 기계적으로 접촉한다.
"방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에"는 본원 및 이하에서, 반도체 칩의 픽셀들 중 적어도 일부가 변환 층을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 일 구체예에서, 모든 픽셀들은 변환 층을 포함한다.
각 변환 층은 하나의 픽셀의 크기, 즉 하나의 픽셀의 단면에 부합하는 크기를 포함한다. 즉, 각 변환 층은 반도체 칩의 단 하나의 픽셀과 기계적으로 접촉한다.
일 구체예에 따르면, 광전자 구성요소는 마이크로-픽셀화된 광전자 구성요소이다. 따라서, 각 픽셀은 길이가 ≤ 300 ㎛인 크기를 가질 수 있다.
광전자 구성요소의 변환 층은 픽셀화된, 특히 마이크로-픽셀화된 광원에서의 적용을 위한 모든 요구 사항들을 충족한다. 따라서, 변환 층은 ≤ 30 ㎛ 이하, 바람직하게는 ≤ 20 ㎛의 두께를 가지며, 반도체 칩의 방사선 방출 표면에 직접 배치된다. 또한, 하나의 인광체 또는 인광체들의 블렌드를 포함할 수 있는 가능성에 의해 주문형 색상을 제공하는 광범위한 방출 파장 스펙트럼을 제공한다. 그 제조 공정은 고온 또는 용매들을 필요로 하지 않으므로, 변환 층은 거의 모든 인광체들 및 이의 혼합물들과 양립 가능하고, 이에 따라 예를 들어, 쿨-(cool-) 및 웜-화이트(warm-white) 블렌드들과 같은 조합들을 포함하여, 청색에서 적색까지 다양한 색상들이 가능하다. 이는 인광체 블렌드들이 적용 가능하지 않은, 일반적인 세라믹, 단결정 및 증착 유도 박막 컨버터들과는 대조적이다.
반도체 칩의 방사선 방출 표면 상에 직접 배치되기 때문에, 픽셀들 사이의 크로스토크는 컨버터 층을 반도체 칩에 접착해야 하는 상황에 비해 최소화된다.
광전자 구성요소의 변환 층의 사용으로, 습도에 대한, 그리고 ≥ 1.5 A/mm2의 높은 입사 청색광 플럭스(즉, 전자기 1차 방사선) 하에서의 장기적인 안정성도 개선된다.
추가로, 이 변환 층의 사용으로, 픽셀-대-픽셀(pixel-to-pixel)로부터의 색상 균일성이 또한 개선된다. 픽셀-대-픽셀로부터 허용되는 색상 포인트 차이는 애플리케이션 및 픽셀 해상도에 따라 다를 수 있지만, 다른 광원들과 마찬가지로, 대부분의 사람들이 상이한 픽셀들에 의해 생성된 광의 색상들 간 차이를 구분할 수 없는 것이 바람직하다. 대략적인 지침은 디바이스 내의 모든 픽셀들이 3-단계 MacAdam 타원에 맞는 색상 포인트들을 가져야 한다는 것이다. 이것은 변환 층들, 특히 입자들이 변환 층의 두께와 유사한 크기들을 갖는 폴리머 매트릭스의 인광체 입자들을 포함하는 하향 변환 층들의 경우 어려운 일이다.
또 다른 구체예에 따르면, 픽셀들은 ≤ 125 ㎛의 픽셀-대-픽셀 주기를 포함한다. 따라서, 광전자 구성요소는 마이크로-픽셀화된 조명 애플리케이션일 수 있다.
일 구체예에 따르면, 가교된 매트릭스(crosslinked matrix)는 변환 층의 40 중량% 미만의 유기물질 함량을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 유기물질 함량은 변환 층의 20 중량% 이하이다. 예를 들어, 유기물질 함량은 약 15 중량%이다. 이것은 D-단위 유형 결합을 갖는 전형적인 메틸 실리콘에서 발견되는 것과는 대조적으로 크게 감소된 유기물질 함량이다. 감소된 유기물질 함량은 주로 T-단위 결합을 기반으로 하는 (폴리)실록산을 사용함으로써 매트릭스의 가교결합들의 수를 늘리고 측쇄들의 수를 줄임으로써 얻어질 수 있다. 여기서, D-단위 및 T-단위는 (폴리)실록산에서 각 실리콘 원자에 결합된 산소 및 탄소 원자들의 상대적인 수를 나타낸다. D-단위는 실리콘 원자가 두 개의 산소들과 두 개의 탄소들에 결합되는 결합 상황을 기술한다. T-단위는 실리콘 원자가 세 개의 산소들과 하나의 탄소에 결합되는 결합 상황을 기술한다.
자동차 전방 조명 및 프로젝션과 같은 조명 애플리케이션들에서, 높은 광 플럭스들은 고온들로 이어진다. 이러한 고온들은, 변환 층들의 경우와 같이 근접한 물질들이 최대 10,000 시간 또는 심지어 더 길게 예상되는 디바이스의 수명 동안 열 안정성일 것을 필요로 한다. 이러한 이유로 표준 광학 실리콘들은 인광체 매트릭스로서 이상적이지 않다. 그것들은 온도가 150 내지 200℃ 미만으로 유지되어야 하고, 그렇지 않으면 급속하게 저하될 것이기 때문에 이 기술에서 제한 요소이다.
변환 층의 3차원 네트워크에서 상대적으로 적은 양의 유기 물질로 인해, 그것은 약 60 중량%의 유기물질 함량을 갖는 표준 광학 실리콘 매트릭스를 기반으로 하는 유사 물질보다 열적으로 더 안정적이다. 열 안정성은 200℃ 초과의 온도들에서도 장기적 온도 안정성일 수 있다.
일 구체예에 따르면, 가교된 매트릭스는 하기 일반식들 중 하나로부터 선택된 구조를 갖는 전구체를 포함하는 전구체 물질로 제조된다:
Figure 112021021780050-pct00001
상기 식에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3 및 R4는 서로 독립적으로 알콕시, 비닐, 하이드록실, 카복실산, 에스테르, H, 알킬, 아릴, 치환된 알콕시, 치환된 카복실산, 치환된 에스테르, 치환된 비닐, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R1 및 R2 및 R11, R12 및 R13은 전체 포뮬라(formula)의 10 중량% 내지 50 중량% 범위 내인 알콕시 함량을 포함한다.
즉, 가교된 매트릭스를 위한 전구체 물질은 치환된 폴리실록산 전구체 또는 치환된 폴리실라잔 전구체를 포함한다. 폴리실록산 전구체의 골격은 실리콘 및 산소 원자들을 교대로 포함하고, 폴리실라잔 전구체의 골격은 실리콘 및 질소 원자들을 교대로 포함한다. 전형적으로, 전구체는 폴리실록산인 경우, 실온에서 액체이다. 일부 경우들에서, 폴리실라잔 전구체가 액체형 형태로 있도록 하기 위해 소량의 용매가 필요하다. 3차원 네트워크는 액체 또는 용액 기반 전구체로부터 형성된다. 경화되면, 물질은 주로 실록산 결합들로 구성된 고도로 가교된 네트워크이다.
일 구체예에 따르면, R1 및 R2, 및 R11, R12 및 R13은 각각 메틸, 메톡시, 에틸, 에톡시, 페닐, 페녹시, 비닐 및 트리플루오로프로필로 이루어진 군으로부터 선택된다. 추가 구체예에서, R1 및 R2, 및 R11, R12 및 R13은 각각 서로 독립적으로 메틸 및 메톡시이다.
또 다른 구체예에 따르면, R1 및 R2, 및 R11, R12 및 R13은 각각 10 중량% 내지 50 중량% 범위 내, 유리하게는 15 중량% 내지 45 중량% 범위 내, 더욱 더 유리하게는 20 중량% 내지 40 중량% 범위 내의 알콕시 함량, 예를 들어, 메톡시 함량을 포함한다. 예를 들어, 전구체의 반복 단위는 하기 일반식을 포함할 수 있으며, 여기서 반복 단위들의 수 n은 다양할 수 있고, 예시적인 메톡시 함량은 약 32 중량%이다:
Figure 112021021780050-pct00002
폴리실록산 골격 또는 폴리실라잔 골격과 알킬, 예를 들어, 메틸 및 알콕시, 예를 들어, 메톡시 측기들(side groups)의 임의의 다른 조합도 가능하다. 예를 들어, 전구체 물질의 모든 전구체 화합물들의 총 알콕시 함량이 가교된 매트릭스를 형성하기에 충분한 반응성 기들을 갖도록 상기 언급된 범위들 내에 있는 한, 실리콘 원자가 2개의 메틸 기들 또는 2개의 메톡시 기들로 치환될 수 있다.
전구체 물질은 또한 부분적으로 반응할 수 있으며, 하기 일반식으로 나타낸 바와 같은 예시적인 구조를 포함한다:
Figure 112021021780050-pct00003
댕글링 결합들(dangling bonds)은 연속되는 구조 또는 말단 기를 나타낼 수 있다. 부분적으로 반응된 전구체에서, 메톡시 함량은 미반응 전구체에 대해서보다 더 낮으며, 이에 따라 점도가 더 높아질 수 있다.
일 구체예에 따르면, 폴리실록산 전구체 및 폴리실라잔 전구체의 말단 기들, 즉 R3 및 R4는 서로 독립적으로 예를 들어, 알콕시, 비닐, 하이드록실, 카복실산, 에스테르와 같은 화학적 반응성 기들, 또는 유기 화학 분야에서 알려진 임의의 다른 반응성 작용기들을 포함한다. 다른 구체예들에서, 말단 기들은 수소, 메틸, 에틸 또는 임의의 다른 알킬 또는 아릴 기들과 같이 덜 반응성일 수 있다.
매트릭스의 성질들, 및 이에 따라 변환 층의 성질들은 전구체 물질을 변경함으로써 조정될 수 있다. 상기에 나타난 전구체 단위들에서, 반응성 기는 R1, R2, R11, R12 및/또는 R13으로 동일하게 표시될 수 있는 알콕시 기이다. 기들 R1, R2, R11, R12 및 R13 외에, 말단 기들 R3 및 R4 뿐만 아니라 반복 단위들의 수 n는 다양할 수 있다. 이 숫자 n으로도, 매트릭스 물질의 성질들이 변경될 수 있다. 예를 들어, n이 낮을 수록 일반적으로 점도가 낮아지고, n이 높을 수록 전구체의 점도가 높아질 것이다.
일 구체예에 따르면, 반복 수 n은 전구체의 점도가 1 내지 150 mPas 범위 내, 유리하게는 1 내지 60 mPas 범위 내, 더욱 더 유리하게는 2 내지 40 mPas 범위 내가 되도록 선택된다. 예를 들어, 메틸 메톡시 폴리실록산의 경우에는 40 mPas 미만일 수 있다. 따라서, 저 분자량 전구체들이 제공된다. 예를 들어, n은 10 미만으로 선택될 수 있다. 전구체의 상대적으로 낮은 점도로 인해 매트릭스에서 높은 농도의 인광체들이 가능하다.
반응성 폴리실록산 전구체의 또 다른 일반식은 다음과 같다:
Figure 112021021780050-pct00004
T1 및 T2는 상기 일반식의 R3 및 R4와 동일한 말단 기들을 나타낸다. P1, P2, P3 및 P4는 측기들이다. 지수 n 및 m은 전구체 식에서 상응하는 모노머 기들의 상대적인 수 분율들을 나타낸다. 그것은 0 < n ≤ 1 및 0 ≤ m < 1이고, n + m = 1이다. 일부 구체예들에서, P-기들 및 T-기들은 모두 동일할 수 있다. 예를 들어, 메틸 기일 수 있다. 다른 구체예들에서, 각 작용기는 상이한 기일 수 있다. 또 다른 구체예들에서, 기들 중 일부는 동일할 수 있고, 일부는 상이할 수 있다. 일부 경우들에서, 기들 중 하나가 하나 초과의 작용기로 구성될 수 있다. 치환기들 및 성질들에 대한 모든 정의들은 상기 표시된 전구체 물질의 일반식들과 관련하여 언급된 정의들 및 성질들에 상응한다.
일 구체예에 따르면, 예를 들어, m = 0이고, P1 = 메틸이고, P2 = 메틸이다.
일 구체예에 따르면, m = 0이고, P1 = 메틸이고, P2는 메틸과 페닐의 조합이다.
폴리실록산 전구체의 또 다른 예에 따르면, m = 0, P2는 메틸, 페닐 또는 이 둘의 조합이고, P1은 에틸이고, 에톡시 함량은 10 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 30 중량%이고, 점도는 30 내지 70 mPas 범위 내이다. 이 구체예에서 소량의 용매가 존재할 수 있다.
폴리실록산 전구체의 또 다른 예에 따르면, m = 0이고, P2는 메틸과 페닐의 조합이고, P1은 메틸 기이다. 50 내지 150 mPas의 점도와 함께 10 내지 20 중량%의 메톡시 함량이 바람직하다.
일 구체예에 따르면, 가교된 매트릭스는 하기 일반식을 갖는 3차원 실록산 기반 네트워크를 포함한다:
Figure 112021021780050-pct00005
상기 식에서, 각각의 R은 서로 독립적으로 R1, R2, R3, R4, R11, R12, R13, 또는 이들의 임의의 조합에 대해 나열된 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 댕글링 결합들은 서로 독립적으로 R1, R2, R3, R4, R11, R12, R13에 대해 나열된 기들 중 하나 또는 연속되는 네트워크를 나타낸다. 이러한 가교된 매트릭스 물질은 폴리실록산 전구체 또는 폴리실라잔 전구체가 매트릭스 물질을 형성하기 위해 사용되는 경우 독립적으로 생성될 수 있다. 3차원 실록산 기반 네트워크는 경화된 물질이다.
모든 메톡시 기들이 가교에 참여할 경우 생성될 수 있는 메틸 메톡시 폴리실록산 전구체를 기반으로 하는 가능한 실록산 기반 네트워크가 다음 일반식으로 표시된다:
Figure 112021021780050-pct00006
상기에서 보여진 구조는 시각화하기 쉬운 양식화된 예지만, 기술적으로 정확하다는 것을 의미하는 것은 아님이 주지되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 모든 메톡시 기들이 반드시 가교를 일으키는 것은 아니다. 그것들 중 일부는 그대로 유지되고, 그것들 중 일부는 실라놀 기들로 치환될 수 있다.
일 구체예에 따르면, 전구체 물질은 촉매들, 나노입자들, 금속-유기 화합물들, 유기 분자들, 유기 폴리머들, 무기 폴리머들, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함한다.
전구체 물질은 일반적으로 액체이기 때문에, 첨가제들을 변환 층에 용이하게 포함시킬 수 있다. 첨가제들은 제조 중 점도 제어, 균열 저항 및 기계적 강도 향상 제공, 굴절률 조정 또는 열 연결성 증가와 같은 다양한 용도들을 제공할 수 있다.
일 구체예에 따르면, 촉매는 티타늄 알콕사이드, 예를 들어, 테트라-n-부틸 티타네이트를 포함한다. 이것은 추가적으로 물 또는 습기에 대해 전구체를 가교된 매트릭스에 대해 경화시키기 위한 전형적인 촉매이다. 가교된 매트릭스를 얻는 경화 단계에 액체 물 또는 기체 습도의 존재가 구체예에 따라 때때로 충분하기 때문에 테트라-n-부틸 티타네이트가 반드시 필요하지는 않을 수 있다. 전구체 물질에 첨가되는 촉매의 전형적인 양은 0.5 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.
전구체의 가공성 및/또는 고도로 가교된 매트릭스의 최종 성질 및 이에 따라, 변환 층의 최종 성질들에 영향을 미치기 위해 다른 첨가제들이 전구체 물질에 첨가될 수 있다.
일 구체예에 따르면, 나노입자들은 이산화규소(SiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3) 또는 산화아연(ZnO)과 같은 산화물들, 질화알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4) 또는 질화붕소(BN)와 같은 질화물들, 탄소 나노튜브들, 그래핀 또는 그 유도체들과 같은 탄소 기반 나노입자들, 12-텅스토인산(H3PW12O40) 및 12-텅스토규산(H4SiW12O40)과 같은 헤테로폴리산들 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일 구체예에 따르면, 전구체 물질은 흄드 실리카(fumed silica)를 추가로 포함한다. 흄드 실리카의 함량은 5 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 15 중량% 내지 35 중량% 범위 내일 수 있다. 주어진 범위들은 완전히 경화된 폴리실록산 물질 또는 가교된 매트릭스에 대한 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 흄드 실리카는 적어도 하나의 인광체를 첨가한 후 전구체 및 인광체의 슬러리를 증점시키기 위해 첨가제로서 첨가될 수 있다. 다른 나노입자들은 예를 들어, 굴절률 또는 열전도도를 변경하기 위해 첨가될 수 있다.
일부 경우들에서는, 이들이 양립할 수 있도록, 무기 나노입자들의 표면들을 캡핑제들(capping agents)로 개질시켜 전구체 화합물과 혼화되도록 한다.
일 구체예에 따르면, 금속-유기 화합물들은 티타늄 알콕사이드들, 지르코늄 알콕사이드들, 알루미늄 알콕사이드들, 실리콘 알콕사이드들, 하프늄 알콕사이드들, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구체예에 따르면, 유기 분자들은 접착 촉진제들, 가소제들, 소포제들, 증점제들 또는 희석제들로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 구체예에 따르면, 유기 폴리머들 및 무기 폴리머들은 폴리(디메틸 실록산), 폴리(메틸페닐 실록산), 폴리(디페닐 실록산), 폴리(실페닐렌-실록산), 폴리포스파젠, 폴리실라잔, 퍼하이드로폴리실라잔으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
전구체에서 인광체 및 첨가제들의 상대적인 양들은 입자들의 크기, 요망하는 색상 포인트, 변환 층의 부피 및 두께, 1차 방사선의 파장, 광원 유형, 다른 첨가제 물질들의 양들 및 기타 고려 사항들과 같은 기준들에 따라 달라질 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 전구체 물질은 일부 D-단위 유형 결합을 추가로 포함하고, 여기서 D-단위 결합의 함량은 모든 실록산 단위들의 0 몰% 내지 30 몰%이다. 따라서, 실리콘 원자가 3개의 산소 원자들에 결합되어 있는 T-단위 결합들 외에, 실리콘 원자가 2개의 산소 원자들에 결합된 D-단위 결합들이 존재할 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 전구체 물질은 3000 g/mol 미만, 바람직하게는 100 g/mol 미만의 분자량을 갖는다.
또 다른 구체예에 따르면, 적어도 하나의 인광체는 (RE1-xCex)3(Al1-yA'y)5O12 (0 < x ≤ 0.1 및 0 ≤ y ≤ 1), (RE1-xCex)3(Al5-2yMgySiy)O12(0 < x ≤ 0.1 및 0 ≤ y ≤ 2), (RE1-xCex)3Al5-ySiyO12-yNy(0 < x ≤ 0.1 및 0 ≤ y ≤ 0.5), (RE1-xCex)2CaMg2Si3O12:Ce3+(0 < x ≤ 0.1), (AE1-xEux)2Si5N8(0 < x ≤ 0.1), (AE1-xEux)AlSiN3(0 < x ≤ 0.1), (AE1-xEux)2Al2Si2N6(0 < x ≤ 0.1), (Sr1-xEux)LiAl3N4(0 < x ≤ 0.1), (AE1-xEux)3Ga3N5(0 < x ≤ 0.1), (AE1-xEux)Si2O2N2(0 < x ≤ 0.1), (AExEuy)Si12-2x-3yAl2x+3yOyN16-y(0.2 ≤ x ≤ 2.2 및 0 < y ≤ 0.1), (AE1-xEux)2SiO4(0 < x ≤ 0.1), (AE1-xEux)3Si2O5(0 < x ≤ 0.1), K2(Si1-x-yTiyMnx)F6(0 < x ≤ 0.2 및 0 < y ≤ 1-x), (AE1-xEux)5(PO4)3Cl(0 < x ≤ 0.2), (AE1-xEux)Al10O17(0 < x ≤ 0.2), (Y1-x-yGdxCey)3Al5O12(0 ≤ x ≤ 0.2 및 0 < y ≤ 0.05), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고, RE는 Y, Lu, Tb 및 Gd 중 하나 이상이고, AE는 Mg, Ca, Sr, Ba 중 하나 이상이고, A'는 Sc 및 Ga 중 하나 이상이고, 인광체들은 임의로 하나 이상의 할로겐화물들을 포함한다. 이러한 인광체들은 전자기 스펙트럼의 근자외선에서 청색 영역을 흡수하고, 전자기 스펙트럼의 가시 영역에서 방출할 수 있다.
인광체는 분말 형태로 전구체 물질에 첨가될 수 있다. 인광체 또는 인광체 블렌드의 농도는 혼합물의 90 중량% 이하, 예를 들어, 비경화 스테이지(stage)의 폴리실록산 중 인광체 또는 폴리실라잔 중 인광체 컨버터 물질의 15 중량% 내지 75 중량% 범위 내일 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 변환 층은 반도체 칩과 반대쪽을 향하는 상부 표면 및 반도체 칩을 향하는 하부 표면을 포함하고, 여기서 상부 표면 및/또는 하부 표면은 구조화된다. 이와 관련하여 구조화된은 표면이 예를 들어, 광의 아웃커플링(outcoupling)을 개선하기 위해 개질됨을 의미한다.
일 구체예에 따르면, 구조화된 표면은 랜덤 거칠기(random roughness), 마이크로렌즈(microlense), 마이크로렌즈 어레이(microlense array), 마이크로옵틱(micro-optic), 광결정(photonic crystal), 플라즈몬 어레이(plasmonic array), 메타 렌즈(meta lense), 비주기적 나노구조화된 어레이들(aperiodic nanostructured arrays), 유전체 막, 유전체 막들의 스택(stack), 또는 등급별 인덱스 반사 방지 코팅(graded index anti-reflective coating)을 포함한다. 유전체 막들의 스택은 예를 들어, 반사 방지 코팅들, 이색성 필터들(dichroic filters) 및 파장(wavelength) 또는 각도 의존 패스 필터들(angle-dependent pass filters)을 포함한다.
표면 개질들은 전구체 물질이 적용된 구조화된 또는 패턴화된 기판으로 시작하거나 후처리 단계들에 의해 경화된 후에, 제조 동안 변환 층에 부여될 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 광전자 구성요소는 LED 또는 레이저 다이오드이다.
또 다른 양태에 따르면, 광전자 구성요소를 생산하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 반도체 칩에 다수의 픽셀들을 제공하는 단계로서, 각 픽셀은 방사선 방출 표면으로부터 전자기 1차 방사선을 방출하는 단계, 적어도 하나의 인광체 및 전구체 물질을 포함하는 출발 혼합물을 제조하는 단계로서, 전구체 물질은 하기 일반식들 중 하나로부터 선택된 구조를 갖는 전구체를 포함하는 단계,
- 출발 혼합물을 픽셀들의 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 또는 임시 기판 상에 적용하는 단계, 및
- 출발 혼합물을 경화시켜 상기 매트릭스에 분산된 인광체를 포함하는 가교된 매트릭스를 포함하는, 방사선 방출 표면들의 적어도 일부에 적용되는 변환 층을 얻는 단계로서, 변환 층은 ≤ 30 ㎛, 바람직하게는 ≤ 20 ㎛의 두께로 적용되는 단계를 포함한다:
Figure 112021021780050-pct00007
상기 식에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R3 및 R4는 서로 독립적으로 알콕시, 비닐, 하이드록실, 카복실산, 에스테르, H, 알킬, 아릴, 치환된 알콕시, 치환된 카복실산, 치환된 에스테르, 치환된 비닐, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 전구체의 점도가 1 내지 150 mPas의 범위 내에 있도록 선택되고,
R1 및 R2 및 R11, R12 및 R13은 10 중량% 내지 50 중량% 범위 내인 알콕시 함량을 포함한다.
상기 방법은 상기 언급된 구체예들에 따른 광전자 구성요소를 생산하는데 적합하다. 따라서, 광전자 구성요소와 관련하여 개시된 모든 특징들은 상기 방법에 대해 유효하며, 그 반대도 마찬가지이다.
이 방법은 변환 층을 갖는 광전자 구성요소를 생산하기 위해 실온에서 수행할 수 있는 저비용 공정이다. 또한, 출발 혼합물은 반도체 칩의 픽셀들에 직접 적용될 수 있으며, 따라서 변환 층이 반도체 칩의 각 픽셀 또는 요망하는 픽셀들 상에 인 시튜(in situ)로 생성된다.
"출발 혼합물을 픽셀들의 방사선 방출 표면들의 적어도 일부에 적용하는 것"은 출발 혼합물이 반도체 칩의 각 픽셀 상에, 즉, 각 픽셀의 방사선 방출 표면 상에, 또는 변환 층이 요망되는 픽셀들의 방사선 방출 표면 상에 개별적으로 적용되는 것으로 이해되어야 한다.
다른 구체예에 따르면, 출발 혼합물은 임시 기판 상에 적용되고, 임시 기판 상에서 경화되고, 반도체 칩의 픽셀들 중 적어도 하나의 방사선 방출 표면에 접착되며, 접착 후, 임시 기판은 제거된다. 따라서, 출발 혼합물은 임시 기판에 적용되고 경화되어 ≤ 30 ㎛ 두께를 갖는 변환 층을 형성한다. 이 변환 층은 반도체 칩의 적어도 하나의 픽셀의 방사선 방출 표면 상에 접착되고, 주어진 픽셀화된 반도체 칩의 모든 픽셀들 만큼에 접착될 수 있고, 접착 후 임시 기판은 제거된다.
출발 혼합물의 적용을 위해, 용매가 사용되거나 무용매 접근법이 수행될 수 있다. 출발 혼합물을 제조할 때, 적어도 하나의 인광체가 전구체 물질에 혼합된다. 점도에 따라, 용매가 출발 혼합물에 첨가되거나 첨가되지 않을 수 있다. 용매가 필요한 경우, 예를 들어, 자일렌 또는 부틸 아세테이트와 같은 많은 유기 용매들이 유효할 것이다.
또 다른 구체예에 따르면, 적어도 하나의 첨가제가 출발 혼합물에 첨가되고, 상기 첨가제는 촉매들, 나노입자들, 금속-유기 화합물들, 유기 분자들, 유기 폴리머들, 무기 폴리머들 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된다. 첨가제들은 광전자 구성요소와 관련하여 상기 언급된 첨가제들로부터 선택될 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 출발 혼합물을 픽셀들의 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에 또는 임시 기판 상에 적용하는 것은 스크린 인쇄, 스텐실 인쇄, 분사 코팅 및 잉크 제팅(ink jetting)으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 이루어진다. 이러한 방법들의 사용으로, 단일 픽셀들에 변환 층 물질을 정확하게 적용하는 것이 가능하다.
변환 층의 크기를 픽셀 크기에 맞추기 위해, 출발 혼합물이 적용되지 않은 반도체 칩의 부분들은 예를 들어, 포토레지스트(photoresist)로 코팅되거나 패턴화된 커버로 캡핑될 수 있다. 잉크 제팅을 사용하는 경우, 출발 혼합물의 국소 적용도 가능하다.
또 다른 구체예에 따르면, 경화는 실온 또는 승온들에서 일어난다. 경화 시간은 출발 혼합물을 몇 시간 동안 승온들에 노출시킴으로써 줄일 수 있다. 일 구체예에 따르면, 경화는 출발 혼합물을 물 또는 습기에 노출할 때 일어난다. 경화하는 동안 매트릭스 물질의 치밀화를 유도하는 부산물로서 알코올이 생성될 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 출발 혼합물을 방사선 방출 표면들의 적어도 일부에 적용하는 것은 적어도 1회 반복된다. 따라서, ≤ 30 ㎛, 바람직하게 ≤ 20 ㎛ 범위의 요망하는 두께에 도달할 수 있다.
추가 이점들, 유리한 구체예들 및 개발예들은 도면들 및 실시예들과 관련하여 이하에서 설명된다.
도 1은 광전자 구성요소의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 2는 광전자 구성요소의 개략적인 평면도를 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 구체예에 따른 변환 층의 매트릭스 물질 및 비교 매트릭스 물질의 열 중량 분석 프로파일들(thermogravimetric analysis profiles)을 보여준다.
실시예들 및 도면들에서, 동일한 부분들은 동일한 번호들로 표시된다. 묘사된 부분들 및 그 비율들은 비례하지 않고, 오히려 예를 들어, 층들과 같은 일부 부분들은 표현성을 개선하기 위해 과장되게 크게 묘사될 수 있다.
도 1은 기판(30), 픽셀화되는 반도체 칩(20) 및 변환 층들(10)을 갖는 광전자 구성요소의 개략적인 단면을 도시한 것이다. 픽셀-대-픽셀 주기는 ≤ 125 ㎛일 수 있다. 픽셀의 크기는 300 ㎛ 범위 내일 수 있다.
광전자 구성요소는 LED 패키지 또는 레이저 다이오드 기반 광원일 수 있다. 반도체 칩(20)의 활성층 시퀀스 및 반도체 칩(20)을 둘러싸는 반사 밀봉 물질 또는 하우징과 같은 추가 엘리먼트들은 도 1에 명시적으로 도시되어 있지 않다.
반도체 칩은 1차 전자기 방사선을, 예를 들어, 청색 스펙트럼에 대해 근-UV에서 방출한다. 반도체 칩(20)의 각 픽셀은 개별적으로 제어 가능하다. 변환 층(10)은 1차 전자기 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하고, 이를 1차 방사선과 다른 2차 방사선으로 변환한다. 각 픽셀의 광의 방출은 1차 및 2차 방사선의 조합을 포함한다.
2차 방사선의 파장은 변환 층의 매트릭스에 임베딩된 인광체 또는 인광체들의 블렌드에 따라 다르다. 각 변환 층은 상이한 2차 방사선을 가질 수 있다. 즉, 각 픽셀로부터의 광의 방출이 다른 픽셀들과 상이할 수 있다.
변환 층들(10)은 반도체 칩의 픽셀들의 방사선 방출 표면 상에 적용되며, 방사선 방출 표면은 반도체 칩(20)이 적용되는 기판(30)의 반대쪽을 향한다. 부분적으로 변환이 요망되지 않는 경우(미도시됨), 반도체 칩(20)의 모든 픽셀들 상에 변환 층들(10)이 반드시 있을 필요는 없다.
변환 층의 예시적인 구체예에 따르면, 메톡시메틸 폴리실록산은 제조되거나, 전구체 물질로서 구입된다. 메톡시 함량은 10 내지 50 중량% 정도, 바람직하게는 15 내지 45 중량% 범위 내, 더욱 더 바람직하게는 30 내지 40 중량% 범위 내이어야 한다. 분자량은 점도가 1 내지 50 mPas 범위 내, 바람직하게는 2 내지 40 mPas 범위 내에 있도록 되어야 한다. 상기 언급된 바와 같이 다양한 치환기들을 갖는 다른 폴리실록산들 또는 폴리실라잔들 또한 가능하다.
자동차 전방 조명과 같은 쿨 화이트 애플리케이션의 경우, YAG:Ce 유형 인광체가 출발 혼합물을 제조하기 위한 전구체 물질에 포함되어야 하는 하향 변환 물질로서 선택되어야 한다. 웜-화이트, 예를 들어, 높은 CRI 조명 애플리케이션의 경우, 인광체 혼합물은 세륨-활성화된 루테튬 알루미늄 가넷(cerium-activated, lutetium aluminum garnet)(Lu1-xCex)3Al5O12(여기서, 0 < x ≤ 0.2)의 블렌드일 수 있고, 유로퓸-활성화된 칼슘 알루미늄 실리콘 니트라이드(europium-activated, calcium aluminum silicon nitride)(Ca1-xEux)AlSiN3(여기서, 0 < x ≤ 0.2)가 액체 전구체 물질에 포함되어야 하는 인광체 분말들로서 제공될 수 있다. 일반적으로, 상기 언급된 바와 같은 그 밖의 인광체들 또는 인광체들의 블렌드들도 애플리케이션 및 색상 타깃(target)들에 따라 가능하다.
인광체들의 농도 및 비율은 세륨 및 유로퓸 농도들, 인광체들 흡광도들 및 양자 효율들, 변환 층의 타깃 두께, 광전자 구성요소의 타깃 색상 포인트 및 그 밖의 산란 첨가제들이 존재하는 지의 여부에 따라 달라진다. 가넷 대 질화물 인광체의 비율은 전형적으로 2.5:1 내지 4.5:1의 범위 내이다.
추가 첨가제들이 전구체와 인광체 블렌드 또는 인광체 블렌드를 포함하는 출발 혼합물에 첨가될 수 있다. 점도에 따라, 용매가 첨가되거나, 슬러리의 증점이 요망되는 경우 흄드 실리카가 첨가될 수 있다. 굴절률 또는 열전도도를 변경하기 위해 다른 첨가제들이 추가적으로 또는 대안적으로 첨가될 수 있다. 또한, 경화제, 예컨대 티타늄 알콕사이드가 0.5 중량% 내지 5 중량% 범위 내로 첨가될 수 있다.
색상 타깃 또는 인광체 조성에 관계없이, 출발 혼합물을 포함하는 슬러리는 픽셀화된 반도체 칩(20)에 분사되며, 여기서 인광체 농도 및 층 두께는 타깃 색상 포인트에 도달하도록 선택되지만, 변환 층의 최종 두께는 30 ㎛ 높이 제한 이하로 유지되어야 한다.
반도체 칩(20)의 픽셀들에 분사되면, 출발 혼합물은 실온 또는 승온들에서 경화되어 인광체들이 그 안에 임베딩되어 있는 고도로 가교된 매트릭스를 형성할 수 있다. 경화는 물 또는 습기에 노출된 후에 이루어질 수 있다. 분사는 개별적으로 수행된다. 즉, 반도체 칩(20)의 픽셀들에 서로 별도로 변환 층(10)이 제공된다.
출발 물질을 반도체 칩(20)의 픽셀들 상에 적용하는 것은 일반적으로 스크린 인쇄, 스텐실 인쇄, 분사 코팅 또는 잉크 제팅과 같은 방법들에 의해 수행될 수 있다.
도 2는 변환 층들(10)의 상부 표면들이 도시된 광전자 구성요소의 평면도를 나타낸다. 변환 층들(10) 중 하나는 반도체 칩(20)의 픽셀 상에 적용되고, 이 중앙 픽셀이 온(on) 상태이다. 이 픽셀은 도 2에서 해치들로 표시된다. 이 예에서, 반도체 칩(20)은 마이크로-픽셀들의 7x7 어레이를 포함한다. 반도체 칩의 픽셀들 사이의 크로스토크는 해치된 픽셀, 즉, 온 상태인 픽셀의 인접 픽셀들에서 얼마나 많은 광이 검출될 수 있는 지에 의해 측정된다. 광전자 구성요소의 변환 층(10)으로 인해, 요망하는 크로스토크 값이 달성된다. 즉, 이 픽셀과 해치된 픽셀 간에 두 픽셀들의 거리로 픽셀에서 측정된 밝기가 해치된 픽셀의 밝기보다 200배 이하로 낮다. 이러한 낮은 크로스토크는 변환 층(10)의 ≤ 30 ㎛의 낮은 두께뿐만 아니라 변환 층(10)이 반도체 칩(20) 상에 직접 적용됨으로써 실현된다.
도 3은 메틸-기반 폴리실록산(I)과 비교하여 비교 메틸-기반 실리콘(II)의 열 중량 분석 프로파일을 도시한 것이다. x 축은 온도 T(℃)를 나타내고, y 축은 중량 W(%)를 나타낸다. 표준 실리콘 참조물질(II)은 그 중량의 거의 60%를 잃어 유기물질 함량이 높음을 나타낸다. 대조적으로, 폴리실록산 물질(I)은 그 중량의 20% 미만을 잃어 유기물질 함량이 상당히 낮음을 나타낸다. 이것은 표준 광학 실리콘 매트릭스들을 기반으로 하는 유사 물질들에 비해 향상된 변환 층의 열 안정성을 유도한다.
이 특허 출원은 미국 특허 출원 제16/104,743호의 우선권을 주장하며, 그 개시 내용이 본원에 참조로 포함된다.
본 개시의 적용 범위는 상기 주어진 실시예들에 제한되지 않는다. 본 개시는 각각의 신규한 특징 및 특징들의 각각의 조합으로 구현되며, 이는 특히 이러한 특징 또는 이러한 특징들의 조합이 청구범위 또는 실시예들에서 명시적으로 언급되지 않은 경우라도, 청구범위에 명시된 임의의 특징들의 모든 조합을 포함한다.
참조번호들
10 변환 층
20 반도체 칩
30 기판

Claims (20)

  1. 다수의 픽셀들을 포함하는 반도체 칩(20)을 포함하고, 각 픽셀은 방사선 방출 표면으로부터 전자기 1차 방사선을 방출하는, 광전자 구성요소로서,
    상기 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에 변환 층들(10)이 적용되고,
    상기 변환 층들(10)은 상기 방사선 방출 표면들에 직접 배치되고, 각각의 변환 층은 하나의 픽셀의 단면에 부합하는 크기를 포함하고,
    상기 변환 층들(10)은 3차원 실록산 기반 네트워크(three-dimensional siloxane-based network)를 갖는 가교된 매트릭스 및 상기 매트릭스에 임베딩된(embedded) 적어도 하나의 인광체를 포함하고,
    상기 변환 층들의 두께는 ≤ 30 ㎛이고,
    상기 가교된 매트릭스가 하기 일반식들 중 하나로부터 선택된 구조를 갖는 전구체를 포함하는 전구체 물질로 제조되며,
    Figure 112022101244651-pct00014

    상기 식에서,
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3 및 R4는 서로 독립적으로 알콕시, 비닐, 하이드록실, 카복실산, 에스테르, H, 알킬, 아릴, 치환된 알콕시, 치환된 카복실산, 치환된 에스테르, 치환된 비닐, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R1 및 R2 및 R11, R12 및 R13은 전체 포뮬라(formula)의 10 중량% 내지 50 중량% 범위 내인 알콕시 함량을 포함하는, 광전자 구성요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 픽셀들이 ≤ 125 ㎛의 픽셀-대-픽셀 주기(pixel-to-pixel period)를 포함하는, 광전자 구성요소.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가교된 매트릭스가 상기 변환 층의 40 중량% 미만의 유기물질 함량을 포함하는, 광전자 구성요소.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가교된 매트릭스가 상기 변환 층의 20 중량% 이하의 유기물질 함량을 포함하는, 광전자 구성요소.
  5. 제1항에 있어서, 상기 3차원 실록산 기반 네트워크가 하기 일반식을 갖는, 광전자 구성요소:
    Figure 112022101244651-pct00009

    상기 식에서, 각각의 R은 서로 독립적으로 R1, R2, R3, R4, R11, R12, R13에 대해 열거된 기, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 댕글링 결합들(dangling bonds)은 서로 독립적으로 R1, R2, R3, R4, R11, R12, R13에 대해 나열된 기들 중 하나 또는 연속되는 네트워크를 나타낸다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전구체 물질이 촉매들, 나노입자들, 금속-유기 화합물들, 유기 분자들, 유기 폴리머들, 무기 폴리머들, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는, 광전자 구성요소.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전구체 물질이 흄드 실리카(fumed silica)를 추가로 포함하고, 상기 흄드 실리카의 함량은 5 중량% 내지 40 중량%의 범위 내인, 광전자 구성요소.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전구체 물질이 일부 D-단위 유형 결합을 추가로 포함하고, 상기 D-단위 유형 결합의 함량은 모든 실록산 단위들의 0 몰% 내지 30 몰%인, 광전자 구성요소.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전구체 물질이 3000 g/mol 미만의 분자량을 갖는, 광전자 구성요소.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인광체가
    (RE1-xCex)3(Al1-yA'y)5O12(0 < x ≤ 0.1 및 0 ≤ y ≤ 1),
    (RE1-xCex)3(Al5-2yMgySiy)O12(0 < x ≤ 0.1 및 0 ≤ y ≤ 2),
    (RE1-xCex)3Al5-ySiyO12-yNy(0 < x ≤ 0.1 및 0 ≤ y ≤ 0.5),
    (RE1-xCex)2CaMg2Si3O12:Ce3+(0 < x ≤ 0.1),
    (AE1-xEux)2Si5N8(0 < x ≤ 0.1),
    (AE1-xEux)AlSiN3(0 < x ≤ 0.1),
    (AE1-xEux)2Al2Si2N6(0 < x ≤ 0.1),
    (Sr1-xEux)LiAl3N4(0 < x ≤ 0.1),
    (AE1-xEux)3Ga3N5(0 < x ≤ 0.1),
    (AE1-xEux)Si2O2N2(0 < x ≤ 0.1),
    (AExEuy)Si12-2x-3yAl2x+3yOyN16-y(0.2 ≤ x ≤ 2.2 및 0 < y ≤ 0.1),
    (AE1-xEux)2SiO4(0 < x ≤ 0.1),
    (AE1-xEux)3Si2O5(0 < x ≤ 0.1),
    K2(Si1-x-yTiyMnx)F6(0 < x ≤ 0.2 및 0 < y ≤ 1-x),
    (AE1-xEux)5(PO4)3Cl(0 < x ≤ 0.2),
    (AE1-xEux)Al10O17(0 < x ≤ 0.2),
    (Y1-x-yGdxCey)3Al5O12(0 ≤ x ≤ 0.2 및 0 < y ≤ 0.05), 및
    이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    RE는 Y, Lu, Tb 및 Gd 중 하나 이상이고, AE는 Mg, Ca, Sr, Ba 중 하나 이상이고, A'는 Sc 및 Ga 중 하나 이상인, 광전자 구성 요소.
  11. 제10항에 있어서, 상기 인광체들은 하나 이상의 할로겐화물들을 더 포함하는, 광전자 구성요소.
  12. 제1항에 있어서, 상기 변환 층(10)이 상기 반도체 칩과 반대쪽을 향하는 상부 표면 및 반도체 칩을 향하는 하부 표면을 포함하고, 상기 상부 표면 또는 상기 하부 표면의 적어도 하나는 구조화되는, 광전자 구성요소.
  13. 제12항에 있어서, 상기 구조화된 표면이 랜덤 거칠기(random roughness), 마이크로렌즈(microlense), 마이크로렌즈 어레이(microlense array), 마이크로옵틱(micro-optic), 광결정(photonic crystal), 플라즈몬 어레이(plasmonic array), 메타 렌즈(meta lense), 비주기적 나노구조화된 어레이들(aperiodic nanostructured arrays), 유전체 막, 유전체 막들의 스택(stack), 또는 등급별 인덱스 반사 방지 코팅(graded index anti-reflective coating)을 포함하는, 광전자 구성요소.
  14. LED 또는 레이저 다이오드인 제1항에 따른 광전자 구성요소.
  15. 광전자 구성요소를 생산하는 방법으로서,
    - 반도체 칩(20)에 다수의 픽셀들을 제공하는 단계로서, 각 픽셀은 방사선 방출 표면으로부터 전자기 1차 방사선을 방출하는 단계,
    - 적어도 하나의 인광체 및 전구체 물질을 포함하는 출발 혼합물을 제조하는 단계로서, 상기 전구체 물질은 하기 일반식들 중 하나로부터 선택된 구조를 갖는 전구체를 포함하는 단계,
    - 상기 출발 혼합물을 상기 픽셀들의 상기 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 또는 임시 기판 상에 직접 적용하는 단계, 및
    - 상기 출발 혼합물을 경화시켜 매트릭스에 분산된 상기 인광체를 포함하는 가교된 매트릭스를 포함하는, 상기 방사선 방출 표면들의 적어도 일부에 적용된 변환 층을 얻는 단계로서, 각각의 변환 층은 하나의 픽셀의 단면에 부합하는 크기를 포함하고, 상기 변환 층(10)은 ≤ 30 ㎛의 두께로 적용되는 단계를 포함하는 방법:
    Figure 112022101244651-pct00010

    상기 식에서,
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R11, R12 및 R13은 서로 독립적으로 H, 알킬, 알콕시, 아릴, 아릴옥시, 알케닐, 치환된 알킬, 치환된 알콕시, 치환된 아릴, 치환된 아릴옥시, 치환된 알케닐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R3 및 R4는 서로 독립적으로 알콕시, 비닐, 하이드록실, 카복실산, 에스테르, H, 알킬, 아릴, 치환된 알콕시, 치환된 카복실산, 치환된 에스테르, 치환된 비닐, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 상기 전구체의 점도가 1 내지 150 mPas의 범위 내에 있도록 선택되고,
    R1 및 R2 및 R11, R12 및 R13은 10 중량% 내지 50 중량% 범위 내인 알콕시 함량을 포함한다.
  16. 제15항에 있어서, 상기 출발 혼합물에 적어도 하나의 첨가제가 첨가되고, 상기 첨가제는 촉매들, 나노입자들, 금속-유기 화합물들, 유기 분자들, 유기 폴리머들, 무기 폴리머들 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 출발 혼합물을 상기 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에 또는 임시 기판 상에 적용하는 것이 스크린 인쇄, 스텐실 인쇄, 분사 코팅 및 잉크 제팅(ink jetting)으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 이루어지는 방법.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 경화가 실온에서 또는 승온들에서 이루어지는 방법.
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 출발 혼합물이 임시 기판 상에 적용되고, 상기 임시 기판 상에서 경화되고, 상기 반도체 칩(20)의 픽셀들 중 적어도 하나의 상기 방사선 방출 표면에 접착되고, 접착 후, 상기 임시 기판이 제거되는 방법.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 출발 혼합물을 상기 방사선 방출 표면들의 적어도 일부 상에 적용하는 것이 적어도 1회 반복되는 방법.
KR1020217005419A 2018-08-17 2019-08-07 광전자 구성요소 및 광전자 구성요소를 생산하는 방법 KR102520089B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/104,743 2018-08-17
US16/104,743 US11552228B2 (en) 2018-08-17 2018-08-17 Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component
PCT/EP2019/071202 WO2020035363A1 (en) 2018-08-17 2019-08-07 Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210038604A KR20210038604A (ko) 2021-04-07
KR102520089B1 true KR102520089B1 (ko) 2023-04-11

Family

ID=67587762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217005419A KR102520089B1 (ko) 2018-08-17 2019-08-07 광전자 구성요소 및 광전자 구성요소를 생산하는 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11552228B2 (ko)
JP (1) JP2021533576A (ko)
KR (1) KR102520089B1 (ko)
DE (1) DE112019004137T5 (ko)
WO (1) WO2020035363A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6759464B2 (ja) * 2018-03-20 2020-09-23 株式会社東芝 多接合型太陽電池モジュール及び太陽光発電システム
US20220052090A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-17 Au Optronics Corporation Sensing device
DE102021117858A1 (de) * 2021-07-09 2023-01-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronische leuchtvorrichtung
DE102021131112A1 (de) 2021-11-26 2023-06-01 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierendes bauelement und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden bauelements
US20230265337A1 (en) * 2022-02-22 2023-08-24 Ams-Osram International Gmbh Converter element, method for producing a converter element and radiation emitting device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140175488A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Heat-curable silicone resin sheet having phosphor-containing layer and white pigment-containing layer, method of producing light emitting device using same and encapsulated light emitting semiconductor device produced thereby
US20140367633A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 LuxVue Technology Corporation Led display with wavelength conversion layer
US20150188007A1 (en) * 2012-05-31 2015-07-02 Konica Minolta, Inc. Sealing material for light emitting device, light emitting device using the same, and manufacturing method for light emitting device
WO2018002334A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wavelength converter having a polysiloxane material, method of making, and solid state lighting device containing same

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7497581B2 (en) * 2004-03-30 2009-03-03 Goldeneye, Inc. Light recycling illumination systems with wavelength conversion
US7471040B2 (en) 2004-08-13 2008-12-30 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Mixed-color light emitting diode apparatus, and method for making same
JP2009076749A (ja) 2007-09-21 2009-04-09 Toyoda Gosei Co Ltd Ｌｅｄ装置及びその製造方法
US20120018761A1 (en) 2009-03-27 2012-01-26 Konica Minolta Opto, Inc. Phosphor member, method of manufacturing phosphor member, and illuminating device
JP2011181429A (ja) 2010-03-03 2011-09-15 Konica Minolta Opto Inc Ｌｅｄ照明装置、ｌｅｄ照明装置の製造方法
US8884330B2 (en) * 2011-04-13 2014-11-11 Osram Sylvania Inc. LED wavelength-converting structure including a thin film structure
JP2014122296A (ja) 2012-12-21 2014-07-03 Konica Minolta Inc 発光装置用封止材前駆体溶液、これを用いた発光装置用封止材、ｌｅｄ装置、並びにｌｅｄ装置の製造方法
JP6370892B2 (ja) 2013-06-06 2018-08-08 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 蛍光体シートとラミネートされた発光ダイオード及びその製造方法
CN105916942B (zh) 2014-01-24 2019-12-03 住友化学株式会社 硅树脂液状组合物
KR102558743B1 (ko) * 2014-06-19 2023-07-21 잉크론 오이 투명한 실록산 봉지재 및 접착제
KR101688163B1 (ko) * 2015-03-30 2016-12-20 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR102415331B1 (ko) * 2015-08-26 2022-06-30 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지, 및 이를 포함하는 장치
JP2017157724A (ja) 2016-03-02 2017-09-07 デクセリアルズ株式会社 表示装置及びその製造方法、並びに発光装置及びその製造方法
WO2017182390A1 (de) 2016-04-18 2017-10-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements und optoelektronisches bauelement
JP2017212301A (ja) 2016-05-24 2017-11-30 スタンレー電気株式会社 発光装置、照明装置、車両用照明装置、および、発光装置の製造方法
CN106206871A (zh) * 2016-08-03 2016-12-07 纳晶科技股份有限公司 发光器件的制备方法与发光器件
JP6269753B2 (ja) 2016-08-29 2018-01-31 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN110100318B (zh) 2016-12-22 2022-04-15 夏普株式会社 显示装置及制造方法
CN106876562B (zh) * 2017-03-30 2020-03-24 广东普加福光电科技有限公司 一种新型微缩化led结构及其制备方法
US10570333B2 (en) 2017-05-23 2020-02-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wavelength conversion element, light emitting device and method for producing a wavelength conversion element
CN107302010B (zh) * 2017-06-21 2020-07-24 上海天马微电子有限公司 一种显示面板和显示装置
TWI650398B (zh) * 2017-12-08 2019-02-11 Chi Mei Corporation 發光材料與應用之顯示裝置
US10727379B2 (en) 2018-02-16 2020-07-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Methods for producing a conversion element and an optoelectronic component
US10662310B2 (en) 2018-04-24 2020-05-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component having a conversation element with a high refractive index

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150188007A1 (en) * 2012-05-31 2015-07-02 Konica Minolta, Inc. Sealing material for light emitting device, light emitting device using the same, and manufacturing method for light emitting device
US20140175488A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Heat-curable silicone resin sheet having phosphor-containing layer and white pigment-containing layer, method of producing light emitting device using same and encapsulated light emitting semiconductor device produced thereby
US20140367633A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 LuxVue Technology Corporation Led display with wavelength conversion layer
WO2018002334A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wavelength converter having a polysiloxane material, method of making, and solid state lighting device containing same

Also Published As

Publication number Publication date
DE112019004137T5 (de) 2021-05-06
WO2020035363A1 (en) 2020-02-20
KR20210038604A (ko) 2021-04-07
JP2021533576A (ja) 2021-12-02
US20200056091A1 (en) 2020-02-20
US11552228B2 (en) 2023-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102520089B1 (ko) 광전자 구성요소 및 광전자 구성요소를 생산하는 방법
US10570333B2 (en) Wavelength conversion element, light emitting device and method for producing a wavelength conversion element
US10923634B2 (en) Wavelength converter having a polysiloxane material, method of making, and solid state lighting device containing same
US11515454B2 (en) Methods for producing a conversion element and an optoelectronic component
US9935246B2 (en) Silazane-containing materials for light emitting diodes
US10662310B2 (en) Optoelectronic component having a conversation element with a high refractive index
US20090206301A1 (en) Inorganic phosphor bodies for light emitting diodes
JP2020184641A (ja) 光電子部品の製造方法、および光電子部品
JP2021533576A5 (ko)
US11584882B2 (en) Wavelength converter; method of its making and light-emitting device incorporating the element
JP5803940B2 (ja) 発光装置およびその製造方法
WO2012090961A1 (ja) 発光装置、発光装置の製造方法、及び、塗布液
US20200141561A1 (en) Wavelength converting component
JP5862675B2 (ja) 発光装置の製造方法
US20230265337A1 (en) Converter element, method for producing a converter element and radiation emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant