WO2012104141A1 - Keramisches konversionselement, halbleiterchip mit einem keramischen konversionselement und verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements - Google Patents

Keramisches konversionselement, halbleiterchip mit einem keramischen konversionselement und verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements Download PDF

Info

Publication number
WO2012104141A1
WO2012104141A1 PCT/EP2012/050624 EP2012050624W WO2012104141A1 WO 2012104141 A1 WO2012104141 A1 WO 2012104141A1 EP 2012050624 W EP2012050624 W EP 2012050624W WO 2012104141 A1 WO2012104141 A1 WO 2012104141A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ceramic
layer
conversion element
radiation
active
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/050624
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ute Liepold
Dominik Eisert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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 Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to US13/981,370 priority Critical patent/US9076933B2/en
Priority to CN201280007472.9A priority patent/CN103339223B/zh
Priority to KR1020137020233A priority patent/KR101552780B1/ko
Priority to JP2013552147A priority patent/JP5738438B2/ja
Publication of WO2012104141A1 publication Critical patent/WO2012104141A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • 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 materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • 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 materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • 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 materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • H10H20/8512—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • H10H20/8512—Wavelength conversion materials
    • H10H20/8513—Wavelength conversion materials having two or more wavelength conversion materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/341—Silica or silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/366—Aluminium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0361—Manufacture or treatment of packages of wavelength conversion means

Definitions

  • Ceramic conversion element semiconductor chip with a ceramic conversion element and method for producing a ceramic conversion element
  • An object of the present invention is a
  • Another object of the present invention is to provide a semiconductor chip capable of emitting white mixed-color light in the warm-white region.
  • Conversion element having the features of claim 1, by a radiation-emitting semiconductor chip having the features of claim 12 and by a method having the steps of claim 15 solved.
  • a ceramic conversion element comprises in particular:
  • an active ceramic layer capable of absorbing electromagnetic radiation of a first
  • a carrier layer which is permeable to electromagnetic radiation of the first wavelength range and / or electromagnetic radiation of the second wavelength range.
  • the carrier layer preferably transmits at least 75%, particularly preferably at least 90%, of the radiation of the first and second wavelength ranges.
  • the conversion element is intended to be as complete as possible in radiation of the first wavelength range
  • the carrier layer preferably transmits at least 75%, more preferably at least 90% of the radiation of the second wavelength range and preferably absorbs radiation of the first wavelength range such that a maximum of 10% of this radiation can penetrate the conversion element.
  • the carrier layer is particularly preferably toward the outcoupling side of the semiconductor chip
  • the carrier layer is intended to mechanically stabilize the active ceramic layer.
  • active To use ceramic layers for wavelength conversion which are not self-supporting itself. Therefore, it is possible to make the active ceramic layer so thin that a higher activator concentration can be used and thus a wider range of a color locus to be achieved can be achieved in combination with a given semiconductor body.
  • a particular advantage is that the adjustment of the conversion effect does not take place via the activator content in the phosphor, but over the thickness of the active ceramic layer. Therefore, phosphors with comparatively high
  • Activator concentrations are used as they are
  • the conversion element has a single active layer and a single carrier layer.
  • the conversion element can also consist of a single active ceramic layer and a single carrier layer may be formed.
  • the conversion element comprises a plurality of active layers and a plurality of carrier layer. These are preferably arranged alternately.
  • the conversion element is formed from an active layer, each of which has a
  • the active ceramic layer in each case a carrier layer is applied.
  • the active ceramic layer preferably forms in each case a common interface with the
  • the active ceramic layer may include, for example, any of the following phosphors or phosphors: rare earth doped garnets, rare earth doped alkaline earth sulfides, rare earth doped thiogallates, rare earth doped metals
  • rare earth doped silicates such as orthosilicates, rare earth doped chlorosilicates, rare earth doped alkaline earth silicon nitrides, rare earth doped oxynitrides and rare earth doped aluminum oxynitrides, rare earth metals doped silicon nitrides, sialons.
  • garnets such as yttrium aluminum oxide (YAG), lutetium aluminum oxide (LuAG) and terbium aluminum oxide (TAG) can be used as phosphors.
  • the phosphors are, for example, doped with one of the following activators: cerium, europium, terbium, praseodymium, samarium, manganese.
  • the active layer has a thickness of less than or equal to 100 .mu.m, preferably less than or equal to 50 .mu.m, particularly preferably less than or equal to 25 .mu.m, on.
  • the ceramic active is the ceramic active
  • the product of the thickness of the ceramic layer and the activator concentration is approximately constant.
  • the product of the thickness of the ceramic layer and the activator concentration is approximately constant.
  • Activator concentration in percent about 50 ⁇ 1 is particularly preferred in this embodiment as well is YAG: Ce used as the phosphor.
  • the carrier layer is formed from a ceramic material.
  • Ceramic support layer is suitably so
  • Carrier layer is for example one of the above materials suitable for the phosphors, but having no activator. Particularly preferred is the ceramic support layer of undoped phosphor material without
  • Activator formed which finds use in activator-doped form for the active layer. Furthermore, a substance used or compatible with the phosphor used can also be used for the carrier layer.
  • the carrier layer is substantially free of activator ions of the phosphors.
  • the carrier layer preferably has no or only negligible wavelength-converting properties.
  • the activator concentration averaged over the total volume of the carrier layer is at most H of the activator concentration in the active ceramic
  • a garnet phosphor such as Y3Al50 ] _2: Ce (YAG: Ce) is used.
  • a conversion element having an active ceramic layer formed of YAG: Ce preferably has a support layer formed of undoped YAG without activator.
  • Alumina is in particular a substance related or compatible with YAG: Ce.
  • the ceramic conversion element has a thickness between 50 ⁇ inclusive and including 200 ⁇ , preferably between 80 ⁇ and 200 ⁇ on.
  • the ceramic conversion element has a thickness of between 50 ⁇ and including 180 ⁇ , preferably between 80 ⁇ and 180 ⁇ on.
  • Such a ceramic conversion element can be handled particularly easily with advantage.
  • an inhibitor layer is arranged between the active layer and the carrier layer and is suitable for at least reducing the diffusion of activator ions from the active ceramic layer into the carrier layer.
  • the inhibitor layer is formed very thin. According to one embodiment of the
  • the inhibitor layer has a thickness less than or equal to 5 ⁇ .
  • the inhibitor layer is formed from a ceramic material.
  • the inhibitor layer can be formed, for example, of aluminum oxide or contain aluminum oxide.
  • alumina may be suitable for at least reducing the diffusion of cerium from YAG: Ce containing active ceramic layer i an undoped YAG support layer.
  • the carrier layer has scattering centers which are suitable for this purpose are, electromagnetic radiation of the first
  • Scatter wavelength range for example, pores or particles are provided within the ceramic support layer.
  • the scattering centers preferably have a diameter between 1.5 ⁇ and
  • the scattering centers have a refractive index which deviates by at least 0.1 from the refractive index of the material of the carrier layer.
  • scattering centers for example, particles may be used which have a ceramic material or are formed from a ceramic material, wherein the ceramic material of the scattering centers is different from the ceramic material of the carrier layer.
  • the particles comprise one of the following materials or
  • alumina alumina
  • silica alumina
  • titania alumina
  • Such particles are particularly suitable to be used in conjunction with a carrier layer formed from undoped YAG.
  • Conversion element can be achieved in the inactive state.
  • the carrier layer has at least one pigment which is suitable for this purpose
  • the ceramic conversion element is preferred
  • the radiation of a semiconductor body at least partially convert to radiation of another wavelength range.
  • a radiation-emitting semiconductor chip comprises
  • the ceramic conversion element converts only part of the radiation of the semiconductor body into radiation of the second wavelength range and
  • the semiconductor body emitted radiation.
  • the semiconductor body emits light from the blue spectral range.
  • the ceramic conversion element is provided to convert a part of the blue light of the semiconductor body into light from the yellow spectral range. In this way, mixed-color, white light can be generated.
  • Wavelength-converting active ceramic layer capable of converting blue light into yellow light preferably has YAG: Ce as the phosphor.
  • the semiconductor body emits radiation from the ultraviolet spectral range, preferably between 380 nm and 420 nm.
  • the ultraviolet light of the semiconductor body is replaced by the ceramic conversion element preferably converted into visible light.
  • the ceramic conversion element converts the radiation of the
  • the conversion element generally comprises at least two different phosphors, for example a phosphor which converts ultraviolet radiation into blue radiation and a further phosphor which converts the ultraviolet radiation into yellow radiation.
  • a phosphor which converts ultraviolet radiation into blue radiation
  • a further phosphor which converts the ultraviolet radiation into yellow radiation.
  • Phosphors doped with europium as activator are used.
  • the ceramic conversion element is preferably arranged such that a majority of the radiation emitted by the semiconductor body can pass through the conversion element.
  • the carrier layer is remote from the radiation exit surface of the semiconductor body.
  • a support layer provided with scattering centers and / or pigments of the conversion element influences the color impression for an external viewer.
  • Semiconductor chip mixes color, white light with one
  • the semiconductor chip has a semiconductor body which emits radiation from the blue one
  • Conversion element with an active ceramic layer based on a YAG: Ce phosphor Parts of the yttrium of the YAG: Ce ceramic can be replaced by gadolinium. The replacement of yttrium by gadolinium within the host lattice changes the lattice constant of the
  • Conversion element comprises the following steps:
  • the active ceramic layer and the carrier layer are each to be formed from a ceramic, it is preferable to use a corresponding green film as the basis for the carrier layer made available. Now either another green foil can be used as the basis for an active ceramic
  • Powder dispersion can be applied as a basis for the active ceramic layer on the green sheet.
  • the powder dispersion can be applied for example by means of spraying or sedimentation.
  • any layer composite of ceramic support layers and active ceramic layers can be achieved.
  • lamination two or more green sheets are bonded together by applying pressure and possibly temperature.
  • the inhibitor layer can also be produced on the basis of a green sheet and laminated into the layer stack.
  • Inhibitor layer or a ceramic active layer is the coating of a corresponding carrier material by spraying or Aufededimentieren possible.
  • Sectional view of a ceramic conversion element according to one embodiment.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a component with a semiconductor chip in accordance with FIG. 6
  • FIG. 7 shows measured values of the color locations cy and cy for various ceramic conversion elements as a function of the activator concentration.
  • FIG. 8 shows simulated values of the temperature profile within a ceramic conversion element with an active layer and a ceramic layer and within a conventional ceramic conversion element.
  • FIGS 9A to 9C show schematic
  • the ceramic conversion element 1 according to the
  • Embodiment of Figure 1 has an active ceramic layer 2, which is adapted to radiation of a first wavelength range in radiation of a second
  • the active ceramic layer 2 is formed from a sintered phosphor.
  • the phosphor may, for example, be YAG: Ce.
  • the thickness of the active ceramic layer 2 is preferably well below 100 ⁇ , more preferably below 50 ⁇ at about 25 ⁇ .
  • Activator concentration can be used as a phosphor, as it is also used in a conversion plate in which phosphor particles are embedded in a resin.
  • the product of the thickness of the active ceramic layer 2 and the activator concentration in percent is particularly preferably in about 50 ⁇ 1 . That means the
  • Layer 2 of about 25 ⁇ has a value of about 2%.
  • the ceramic conversion element 1 comprises a carrier layer 3, which is permeable to radiation of the first and / or the second wavelength range.
  • Layer 2 are applied in direct contact with each other and therefore form a common interface.
  • Carrier layer 3 can be formed, for example, from an undoped ceramic YAG material. Furthermore is
  • alumina as a material for the
  • Carrier layer 3 suitable.
  • the carrier layer 3 is intended to mechanically stabilize the thin active ceramic layer 2.
  • the carrier layer 3 increases the thickness of the entire ceramic conversion element 1 in such a way that it preferably has a thickness of between 80 and 180 ⁇ m.
  • the ceramic conversion element 1 according to the
  • Embodiment of Figure 2 in contrast to the ceramic conversion element 1 of Figure 1 scattering centers 4 within the support layer 3 on.
  • pores or particles which have a different material than the material of the carrier layer 3 can serve as scattering centers 4.
  • the scattering centers 4 have the present invention
  • Embodiment mainly a diameter of about 1 ⁇ on.
  • the targeted incorporation of scattering centers 4 in the carrier layer 3, the emission homogeneity of the ceramic conversion element 1 can be improved.
  • the support layer 3 may have pigments which give it a desired color.
  • the ceramic conversion element 1 according to the
  • Embodiment of Figure 3 has an active ceramic layer 2, which is encapsulated by two carrier layers 3. In each case on one main side of the active ceramic layer 2, a carrier layer 3 is arranged in direct contact with the respective main side. By encapsulating the active ceramic layer 2, the life of the ceramic element can be increased.
  • the ceramic conversion element 1 according to the
  • Inhibitor layer 5 on.
  • the inhibitor layer 5 is present between the active ceramic layer 2 and the radiation-transparent support layer 3 is arranged.
  • Inhibitor layer 5 is intended to inhibit the diffusion of activator ions from the active ceramic layer 2 into the carrier layer 3.
  • the inhibitor layer 5 is
  • Inhibitor layer 5 is, for example, alumina.
  • the semiconductor chip according to the exemplary embodiment of FIG. 5 has a semiconductor body 6 with a semiconductor body 6
  • the radiation-generating zone 7 of the semiconductor body 6 is suitable for generating during operation radiation of a first wavelength range which is emitted by the radiation exit area 8 of the semiconductor body 6.
  • the first comprises
  • Wavelength range radiation from the blue spectral range Wavelength range radiation from the blue spectral range.
  • the semiconductor chip according to FIG. 5 comprises a ceramic conversion element 1, as it is, for example, in FIG.
  • Figures 1, 3 and 4 is combined into a semiconductor chip.
  • the ceramic conversion element 1 is applied to the active wavelength-converting layer 2 in direct contact with the radiation exit surface 8 of the semiconductor body 6. This allows heat due to the Stokes shift within the active layer 2 of the
  • Conversion element 1 is formed, via the semiconductor body 6, for example, to a rear-mounted electrical Contact to be dissipated.
  • the scattering centers 4 within the carrier layer 3 in the present case preferably lead to one
  • Embodiment of Figure 6 has a semiconductor chip, as it has already been described for example with reference to FIG 5.
  • the semiconductor chip is fastened in the recess 10 of a component housing 11 with its rear side 9 opposite the radiation exit surface 8 of the semiconductor body 6.
  • the component housing 11 serves as a heat sink, which dissipates heat from the semiconductor chip, as indicated by the arrows.
  • FIG. 7 shows a detail from the CIE standard color chart, which is spanned by the chromaticity coordinates cx and cy and which includes the Planck curve Cp between color loci of a color temperature between 8000 K and 4000 K. Furthermore, measured values of the color loci of semiconductor chips are entered in the cutout, as already described, for example, with reference to FIG.
  • the curve Ci (open squares) shows the values for semiconductor chips with ceramic converter elements 1, which have an active layer 2 formed of a ceramic YAG: Ce material with a low activator concentrations not greater than 0.5%.
  • the ceramic converter element 1 is in this case in combination with a blue-emitting
  • Wavelength-converting material YAG Ce formed. These color locations lie predominantly above the Planck curve in cool white area of the CIE standard color chart.
  • the measured values of semiconductor chips with a ceramic conversion element 1 however, highly doped YAG: Ce with a
  • Activator concentration of at least 2% for the ceramic active layer 2 are below the Planckian curve. The higher ones
  • FIG. 8 shows the profile of the temperature T in the active ceramic layer 2 of a conversion element 1 in FIG
  • Conversion element 1 is lower, in particular its maximum temperature. This advantageously leads to lower optical losses at high power densities.
  • a green sheet 12 is provided as the basis for a ceramic carrier layer 3 (FIG. 9A).
  • a green sheet is usually made from the
  • each ceramic powder, a binder and additives poured onto a carrier film.
  • Ceramic support layer 3, a support layer 3 itself can be made available.
  • a further green sheet 13 is provided as the basis for an inhibitor layer 5 and arranged on the green sheet 12 for the carrier layer 3.
  • the green sheet 12 may be provided as a base for the carrier layer 3 by applying a powder dispersion as the basis for a ceramic inhibitor layer 5.
  • a green sheet 14 is further arranged as a basis for an active ceramic layer 2.
  • a base for an active ceramic layer 2 by means of
  • the various green sheets 12, 13, 14 are joined together by a sintering process and converted into a layered ceramic composite with a ceramic support layer 3, an active ceramic layer 2 and a ceramic inhibitor layer 5, as shown schematically in FIG. 9C.
  • the diffusion of activator ions from the active ceramic layer 2 into the carrier layer 3 can be reduced, in particular if no inhibitor layer 5 is provided.
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention includes every new feature and every combination of features, which in particular includes any combination of features i the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly in the

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Es wird ein keramisches Konversionselement (1) mit einer aktiven keramischen Schicht (2) angegeben, die dazu geeignet ist, Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs in Strahlung eines vom ersten Wellenlängenbereich verschiedenen, zweiten Wellenlängenbereichs umzuwandeln. Weiterhin umfasst das keramische Konversionselement (1) eine Trägerschicht (3), die für Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und/oder Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs durchlässig ist.

Description

Beschreibung
Keramisches Konversionselement, Halbleiterchip mit einem keramischen Konversionselement und Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements
Es wird ein keramisches Konversionselement, ein
Halbleiterchip mit einem keramischen Konversionselement und ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen
Konversionselements angegeben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
keramisches Konversionselement anzugeben, das leicht und einfach in der Handhabung ist.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen keramischen
Konversionselements anzugeben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Halbleiterchip anzugeben, der dazu geeignet ist, weißes mischfarbiges Licht im warmweißen Bereich auszusenden.
Diese Aufgaben werden durch ein keramisches
Konversionselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 15 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Aus führungs formen des keramischen Konversionselements, des Halbleiterchips und des Verfahrens sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen
angegeben . Ein keramisches Konversionselement umfasst insbesondere:
- eine aktive keramische Schicht, die dazu geeignet ist, elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines vom ersten Wellenlängenbereich verschiedenen, zweiten
Wellenlängenbereichs umzuwandeln,
- eine Trägerschicht, die für elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und/oder elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs durchlässig ist.
Ist das Konversionselement dazu vorgesehen, Mischlicht , beispielsweise weißer Farbe, auszusenden, das konvertierte und unkonvertierte Strahlung umfasst, so transmittiert die Trägerschicht bevorzugt mindestens 75%, besonders bevorzugt mindestens 90% Prozent der Strahlung des ersten und des zweiten Wellenlängenbereichs.
Ist das Konversionselement dazu vorgesehen, Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs möglichst vollständig in
Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs umzuwandeln, so transmittiert die Trägerschicht bevorzugt mindestens 75%, besonders bevorzugt mindestens 90% der Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs und absorbiert bevorzugt Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs derart, dass maximal 10% dieser Strahlung das Konversionselement durchdringen können. Bei dieser Aus führungs form ist die Trägerschicht besonders bevorzugt zur Auskoppelseite des Halbleiterchips hin
angeordnet .
Die Trägerschicht ist dazu vorgesehen, die aktive, keramische Schicht mechanisch zu stabilisieren. Vorteilhafterweise ist es durch Verwendung der Trägerschicht möglich, aktive keramische Schichten zur Wellenlängenkonversion zu verwenden, die selber nicht freitragend sind. Daher ist es möglich, die aktive keramische Schicht derart dünn auszugestalten, dass eine höhere Aktivatorkonzentration verwendet werden kann und so ein breiterer Bereich eines zu erzielenden Farbortes in Kombination mit einem vorgegebenen Halbleiterkörper erreicht werden kann.
Es ist somit möglich, die Konversionswirkung des
Konversionselements mit Hilfe der Dicke der aktiven
keramischen Schicht einzustellen, wobei beliebig dünne aktive Schichten realisiert werden können und so ein breiter
Farbortbereich in Kombination mit einem vorgegebenen
Halbleiterkörper erreicht werden kann. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass die Einstellung der Konversionswirkung nicht über den Aktivatorgehalt im Leuchtstoff erfolgt, sondern über die Dicke der aktiven keramischen Schicht. Daher können Leuchtstoffe mit vergleichsweise hohen
Aktivatorkonzentrationen verwendet werde, wie sie
beispielsweise bei Konversionsplättchen Verwendung finden, deren Leuchtstoffe in Partikelform in eine Silikonmatrix eingebracht sind. Auf diese Art und Weise lassen sich
unerwünschte Veränderungen der Leuchtstoff-Lichtfarbe, die häufig durch Änderungen der Aktivatorkonzentration verursacht werden, vermeiden. Mittels einer dünnen aktiven keramischen Schicht ist in der Regel weiterhin eine Effizienzsteigerung und eine homogenere Farbverteilung des Konversionselements möglich .
Gemäß einer Aus führungs form weist das Konversionselement eine einzige aktive Schicht und eine einzige Trägerschicht auf. Das Konversionselement kann auch aus einer einzigen aktiven keramischen Schicht und einer einzigen Trägerschicht gebildet sein .
Weiterhin ist es auch möglich, dass das Konversionselement mehrere aktive Schichten und mehrere Trägerschicht umfasst. Diese sind bevorzugt alternierend angeordnet.
Gemäß einer Aus führungs form ist das Konversionselement aus einer aktiven Schicht gebildet, die jeweils von einer
weiteren Trägerschicht gekapselt ist, das heißt auf jeder
Hauptseite der aktiven Schicht ist jeweils eine Trägerschicht aufgebracht. Die aktive keramische Schicht bildet hierbei bevorzugt jeweils eine gemeinsame Grenzfläche mit der
jeweiligen Trägerschicht aus. Die Kapselung der aktiven
Schicht zwischen zwei in der Regel inerten Trägerschichten kann mit Vorteil die Lebensdauer des keramischen
Konversionselements erhöhen.
Die aktive keramische Schicht kann beispielsweise einen der folgenden Leuchtstoffe aufweisen oder aus einem der folgenden Leuchtstoffe gebildet sein: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte
Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Silikate, wie Orthosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxynitride und mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, Sialone. Als Leuchtstoffe können insbesondere Granate, wie Yttriumaluminiumoxid (YAG) , Lutetiumaluminiumoxid (LuAG) und Terbiumaluminiumoxid (TAG) verwendet werden.
Die Leuchtstoffe sind beispielsweise mit einem der folgenden Aktivatoren dotiert: Cer, Europium, Terbium, Praesodym, Samarium, Mangan.
Gemäß einer Aus führungs form des Konversionselements weist die aktive Schicht eine Dicke kleiner oder gleich 100 μπι, bevorzugt kleiner oder gleich 50 μπι, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 25 μπι, auf.
Gemäß einer Aus führungs form weist die keramische aktive
Schicht einen Leuchtstoff auf, dessen Aktivator eine
Konzentration zwischen einschließlich 2% und einschließlich 5% aufweist. Besonders bevorzugt wird bei dieser
Aus führungs form YAG:Ce als Leuchtstoff verwendet.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist das Produkt aus der Dicke der keramischen Schicht und der Aktivatorkonzentration in etwa konstant. Besonders bevorzugt beträgt das Produkt aus der Dicke der keramischen Schicht und der
Aktivatorkonzentration in Prozent etwa 50 μπ 1. Besonders bevorzugt wird auch bei dieser Aus führungs form YAG:Ce als Leuchtstoff verwendet.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form des Konversionselements ist die Trägerschicht wie die aktive Schicht aus einem keramischen Material gebildet. Das Material für eine
keramische Trägerschicht ist zweckmäßigerweise so
auszuwählen, dass es bei den für die Herstellung des
Konversionselements erforderlichen Sintertemperaturen lediglich geringfügig mit dem Leuchtstoff der aktiven Schicht chemisch reagiert. Als Material für die keramische
Trägerschicht ist beispielsweise eines der oben genannten Materialien für die Leuchtstoffe geeignet, das jedoch keinen Aktivator aufweist. Besonders bevorzugt ist die keramische Trägerschicht aus undotiertem Leuchtstoffmaterial ohne
Aktivator gebildet, der in mit Aktivator dotierter Form für die aktive Schicht Verwendung findet. Weiterhin kann auch eine zu dem verwendeten Leuchtstoff verwandte bzw. kompatible Substanz für die Trägerschicht Verwendung finden.
Besonders bevorzugt ist die Trägerschicht im Wesentlichen frei von Aktivatorionen der Leuchtstoffe. Mit anderen Worten weist die Trägerschicht bevorzugt keine oder lediglich vernachlässigbare wellenlängenkonvertierende Eigenschaften auf. Besonders bevorzugt beträgt die Aktivatorkonzentration gemittelt über das Gesamtvolumen der Trägerschicht maximal H der Aktivatorkonzentration in der aktiven keramischen
Schicht .
Besonders bevorzugt wird als Material für die aktive
keramische Schicht ein Granatleuchtstoff, wie beispielsweise Y3Al50]_2 : Ce (YAG : Ce ) verwendet. Ein Konversionselement mit einer aktiven keramischen Schicht, die aus YAG:Ce gebildet ist, weist folglich bevorzugt eine Trägerschicht auf, die aus undotiertem YAG ohne Aktivator gebildet ist.
Weiterhin ist als Material für die Trägerschicht auch
Aluminiumoxid geeignet. Aluminiumoxid ist insbesondere eine zu YAG:Ce verwandte bzw. kompatible Substanz.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist das keramische Konversionselement eine Dicke zwischen einschließlich 50 μπι und einschließlich 200 μπι, bevorzugt zwischen 80 μπι und 200 μπι auf.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist das keramische Konversionselement eine Dicke zwischen einschließlich 50 μπι und einschließlich 180 μπι, bevorzugt zwischen 80 μπι und 180 μπι auf.
Ein solches keramisches Konversionselement kann mit Vorteil besonders einfach gehandhabt werden.
Gemäß einer Aus führungs form des Konversionselements ist zwischen der aktiven Schicht und der Trägerschicht eine Inhibitorschicht angeordnet, die dazu geeignet ist, die Diffusion von Aktivatorionen aus der aktiven keramischen Schicht in die Trägerschicht zumindest zu verringern.
Besonders bevorzugt ist die Inhibitorschicht sehr dünn ausgebildet. Gemäß einer Aus führungs form des
Konversionselements weist die Inhibitorschicht eine Dicke kleiner oder gleich 5 μπι auf.
Besonders bevorzugt ist die Inhibitorschicht aus einem keramischen Material gebildet.
Die Inhibitorschicht kann beispielsweise aus Aluminiumoxid gebildet sein oder Aluminiumoxid enthalten. Aluminiumoxid kann insbesondere dazu geeignet sein, die Diffusion von Cerium aus YAG:Ce enthaltenden aktiven keramischen Schicht i eine undotierte YAG-Trägerschicht zumindest zu verringern.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form des Konversionselements weist die Trägerschicht Streuzentren auf, die dazu geeignet sind, elektromagnetische Strahlung des ersten
Wellenlängenbereichs und/oder des zweiten
Wellenlängenbereichs zu streuen. Als Streuzentren sind beispielsweise Poren oder Partikel innerhalb der keramischen Trägerschicht vorgesehen. Die Streuzentren weisen bevorzugt einen Durchmesser zwischen einschließlich 1,5 μπι und
einschließlich 0,5 μπι auf. Besonders bevorzugt weisen die Streuzentren einen Brechungsindex auf, der um mindestens 0,1 von dem Brechungsindex des Materials der Trägerschicht abweicht. Als Streuzentren können beispielsweise Partikel verwendet sein, die ein keramisches Material aufweisen oder aus einem keramischen Material gebildet sind, wobei das keramische Material der Streuzentren von dem keramischen Material der Trägerschicht verschieden ist. Bevorzugt weisen die Partikel eines der folgenden Materialien auf oder
bestehen aus einem der folgenden Materialien: Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Titanoxid. Solche Partikel sind insbesondere geeignet, in Verbindung mit einer Trägerschicht, die aus undotiertem YAG gebildet ist, verwendet zu werden. Durch den gezielten Einbau von Streuzentren in die Trägerschicht kann die Homogenität der Abstrahlcharakteristik des
Konversionselements verbessert werden. Weiterhin kann mittels der Streuzentren ein neutraler Farbeindruck des
Konversionselements im inaktiven Zustand erzielt werden.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist die Trägerschicht zumindest ein Pigment auf, das dazu geeignet ist, dem
Konverterelement eine bestimmte Färbung zu verleihen.
Hierdurch kann vorteilhafterweise ein bestimmter Farbeindruck des Konverterelements erzielt werden.
Das keramische Konversionselement ist bevorzugt dazu
geeignet, die Strahlung eines Halbleiterkörpers zumindest teilweise in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs umzuwandeln .
Ein strahlungsemittierender Halbleiterchip umfasst
insbesondere:
- einen Halbleiterkörper, der dazu geeignet ist,
elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs von einer Strahlungsaustrittsfläche auszusenden, und
- ein keramisches Konversionselement wie bereits beschrieben.
Besonders bevorzugt wandelt das keramische Konversionselement lediglich einen Teil der Strahlung des Halbleiterkörpers in Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs um und
transmittiert einen weiteren Teil der von dem
Halbleiterkörper ausgesandten Strahlung. Auf diese Art und Weise lässt sich mischfarbiges, beispielsweise weißes, Licht erzeugen . Besonders bevorzugt sendet der Halbleiterkörper Licht aus dem blauen Spektralbereich aus. Besonders bevorzugt ist das keramische Konversionselement dazu vorgesehen, einen Teil des blauen Lichts des Halbleiterkörpers in Licht aus dem gelben Spektralbereich umzuwandeln. Auf diese Art und Weise kann mischfarbiges, weißes Licht erzeugt werden. Eine
wellenlängenkonvertierende aktive keramische Schicht, die dazu geeignet ist, blaues Licht in gelbes Licht umzuwandeln, weist bevorzugt YAG:Ce als Leuchtstoff auf. Gemäß einer weiteren Aus führungs form des Halbleiterchips sendet der Halbleiterkörper Strahlung aus dem ultravioletten Spektralbereich, bevorzugt zwischen 380 nm und 420 nm, aus. Das ultraviolette Licht des Halbleiterkörpers wird durch das keramische Konversionselement bevorzugt in sichtbares Licht umgewandelt. Besonders bevorzugt wandelt das keramische Konversionselement hierbei die Strahlung des
Halbleiterkörpers möglichst vollständig in Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs um. Zur Erzeugung von weißem Licht umfasst das Konversionselement hierbei in der Regel zumindest zwei verschiedene Leuchtstoffe, beispielsweise einen Leuchtstoff, der ultraviolette Strahlung in blaue Strahlung umwandelt und einen weiteren Leuchtstoff, der ultraviolette Strahlung in gelbe Strahlung umwandelt. Zur Konversion von ultraviolettem Licht werden bevorzugt
Leuchtstoffe eingesetzt, die mit Europium als Aktivator dotiert sind.
Das keramische Konversionselement ist bevorzugt derart angeordnet, dass ein Großteil der von dem Halbleiterkörper ausgesandten Strahlung durch das Konversionselement hindurch treten kann.
Besonders bevorzugt ist die aktive Schicht des
Konversionselements in direktem Kontakt auf die
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht. Auf diese Art und Weise kann Wärme, die im Betrieb in der aktiven keramischen Schicht aufgrund der Stokes-Verschiebung entsteht, über den Halbleiterkörper abgeleitet werden.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist die Trägerschicht von der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers abgewandt. So ist es vorteilhafterweise möglich, dass eine mit Streuzentren und/oder Pigmenten versehene Trägerschicht des Konversionselements den Farbeindruck für einen externen Betrachter beeinflusst. Besonders bevorzugt sendet der strahlungsemittierende
Halbleiterchip mischtarbiges , weißes Licht mit einer
Farbtemperatur zwischen einschließlich 4000 K und
einschließlich 6000 K auf der Planckkurve aus.
Gemäß einer Aus führungs form weist der Halbleiterchip einen Halbleiterkörper auf, der Strahlung aus dem blauen
Spektralbereich aussendet, sowie ein keramisches
Konversionselement mit einer aktiven keramischen Schicht, die auf einem YAG : Ce-Leuchtstoff basiert. Teile des Yttriums der YAG : Ce-Keramik können hierbei durch Gadolinium ersetzt sein. Durch die Ersetzung von Yttrium durch Gadolinium innerhalb des Wirtsgitters verändert sich die Gitterkonstante des
Wirtsgitters wodurch die Emissionswellenlänge des Aktivators eine Verschiebung hin zu längeren Wellenlängen erfährt. Auf diese Art und Weise ist es mit Vorteil möglich einen
Halbleiterchip zu schaffen, der weißes Licht mit einem
Farbort unterhalb der Planckkurve aussendet. Ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen
Konversionselements umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen einer Trägerschicht oder einer Grünfolie als Basis für eine Trägerschicht,
- Aufbringen einer Grünfolie als Basis für eine aktive keramische Schicht oder Aufbringen einer Pulverdispersion als Basis für die aktive keramische Schicht auf die Trägerschicht oder auf die Grünfolie, die als Basis für die Trägerschicht dient, und
- Sintern des Schichtverbundes.
Sollen die aktive keramische Schicht und die Trägerschicht jeweils aus einer Keramik gebildet werden, so wird bevorzugt eine entsprechende Grünfolie als Basis für die Trägerschicht zur Verfügung gestellt. Auf diese kann nun entweder eine weitere Grünfolie als Basis für eine aktive keramische
Schicht auflaminiert werden oder eine entsprechende
Pulverdispersion als Basis für die aktive keramische Schicht auf die Grünfolie aufgebracht werden.
Die Pulverdispersion kann beispielsweise mittels Aufsprühen oder Aufsedimentieren aufgebracht werden.
Durch Laminieren entsprechender Grünfolien kann ein
beliebiger Schichtverbund aus keramischen Trägerschichten und aktiven keramischen Schichten erzielt werden. Beim Laminieren werden zwei oder mehrere Grünfolien durch Beaufschlagung mit Druck und ggf. Temperatur miteinander verbunden.
Um eine beliebig dicke keramische Trägerschicht zu schaffen, können auch mehrere gleichartige Grünfolien als Basis für eine Trägerschicht übereinander laminiert werden.
Auch die Inhibitorschicht kann auf Basis einer Grünfolie erzeugt und in den Schichtstapel einlaminiert werden.
Insbesondere zur Erzeugung besonders dünner keramischer
Schichten, wie beispielsweise einer keramischen
Inhibitorschicht oder einer keramischen aktiven Schicht ist die Beschichtung eines entsprechenden Trägermaterials durch Sprühen oder Aufsedimentieren möglich.
Weitere vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Figuren 1 bis 4 zeigen jeweils eine schematische
Schnittdarstellung eines keramischen Konversionselements gemäß jeweils einem Ausführungsbeispiel.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung
Halbleiterchips gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Bauelements mit einem Halbleiterchip gemäß einem
Ausführungsbeispiel .
Die Figur 7 zeigt Messwerte der Farborte cy und cy für verschiedene keramische Konversionselemente in Abhängigkeit der Aktivatorkonzentration.
Die Figur 8 zeigt simulierte Werte des Temperaturverlaufs innerhalb eines keramischen Konversionselements mit einer aktiven Schicht und einer keramischen Schicht und innerhalb eines herkömmlichen keramischen Konversionselements.
Die Figuren 9A bis 9C zeigen schematische
Schnittsdarstellungen eines keramischen Konversionselements in drei verschiedenen Verfahrensstadien gemäß einem
Ausführungsbeispiel .
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Das keramische Konversionselement 1 gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist eine aktive keramische Schicht 2 auf, die dazu geeignet ist, Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs in Strahlung eines zweiten
Wellenlängenbereichs umzuwandeln. Hierzu ist die aktive keramische Schicht 2 aus einem gesinterten Leuchtstoff gebildet. Bei dem Leuchtstoff kann es sich beispielsweise um YAG:Ce handeln. Die Dicke der aktiven keramischen Schicht 2 liegt bevorzugt deutlich unter 100 μπι, besonders bevorzugt unter 50 μπι bei etwa 25 μπι. Bei Verwendung einer solchen vergleichsweise dünnen aktiven, keramischen Schicht 2 kann vorteilhafterweise YAG:Ce mit einer hohen
Aktivatorkonzentration als Leuchtstoff verwendet sein, wie er auch in einem Konversionsplättchen verwendet ist, bei dem Leuchtstoffpartikel in einem Harz eingebettet sind.
Besonders bevorzugt beträgt das Produkt aus der Dicke der aktiven keramischen Schicht 2 und der Aktivatorkonzentration in Prozent in etwa 50 μπ 1. Das bedeutet, dass die
Aktivatorkonzentration bei einer Dicke der keramischen
Schicht 2 von etwa 25 μπι, einen Wert von etwa 2% aufweist.
Weiterhin umfasst das keramische Konversionselement 1 eine Trägerschicht 3, die durchlässig ist für Strahlung des ersten und/oder des zweiten Wellenlängenbereichs. Die Trägerschicht 3 und die aktive keramische wellenlängenkonvertierende
Schicht 2 sind in direktem Kontakt aufeinander aufgebracht und bilden daher eine gemeinsame Grenzfläche aus. Die
Trägerschicht 3 kann beispielsweise aus einem undotierten keramischen YAG-Material gebildet sein. Weiterhin ist
beispielsweise auch Aluminiumoxid als Material für die
Trägerschicht 3 geeignet. Die Trägerschicht 3 ist vorliegend dazu vorgesehen, die dünne aktive keramische Schicht 2 mechanisch zu stabilisieren. Die Trägerschicht 3 erhöht die Dicke des gesamten keramischen Konversionselements 1 derart, dass dieses bevorzugt eine Dicke zwischen 80 und 180 μπι aufweist.
Das keramische Konversionselement 1 gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 2 weist im Unterschied zu dem keramischen Konversionselement 1 der Figur 1 Streuzentren 4 innerhalb der Trägerschicht 3 auf. Als Streuzentren 4 können beispielsweise Poren oder Partikel dienen, die ein anderes Material aufweisen als das Material der Trägerschicht 3. Die Streuzentren 4 weisen bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel vorwiegend einen Durchmesser von cirka 1 μπι auf. Durch den gezielten Einbau von Streuzentren 4 in der Trägerschicht 3 kann die Abstrahlhomogenität des keramischen Konversionselements 1 verbessert werden. Weiterhin kann die Trägerschicht 3 Pigmente aufweisen, die ihr eine gewünschte Färbung verleihen.
Das keramische Konversionselement 1 gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 3 weist eine aktive keramische Schicht 2 auf, die von zwei Trägerschichten 3 gekapselt ist. Jeweils auf einer Hauptseite der aktiven keramischen Schicht 2 ist hierbei eine Trägerschicht 3 in direktem Kontakt mit der jeweiligen Hauptseite angeordnet. Durch die Kapselung der aktiven keramischen Schicht 2 kann die Lebensdauer des keramischen Elementes erhöht werden.
Das keramische Konversionselement 1 gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 4 weist im Unterschied zu den Konversionselementen 1 gemäß den Figuren 1 bis 3 eine
Inhibitorschicht 5 auf. Die Inhibitorschicht 5 ist vorliegend zwischen der aktiven keramischen Schicht 2 und der strahlungsdurchlässigen Trägerschicht 3 angeordnet. Die
Inhibitorschicht 5 ist dazu vorgesehen, die Diffusion von Aktivatorionen aus der aktiven keramischen Schicht 2 in die Trägerschicht 3 zu hemmen. Die Inhibitorschicht 5 ist
bevorzugt sehr dünn ausgebildet und weist eine Dicke kleiner oder gleich 5 μπι auf. Ein geeignetes Material für die
Inhibitorschicht 5 ist beispielsweise Aluminiumoxid. Der Halbleiterchip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 weist einen Halbleiterkörper 6 mit einer
Strahlungserzeugenden Zone 7 auf. Die Strahlungserzeugende Zone 7 des Halbleiterkörpers 6 ist dazu geeignet, im Betrieb Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu erzeugen, die von der Strahlungsaustrittsfläche 8 des Halbleiterkörpers 6 ausgesandt wird. Besonders bevorzugt umfasst der erste
Wellenlängenbereich Strahlung aus dem blauen Spektralbereich.
Weiterhin umfasst der Halbleiterchip gemäß der Figur 5 ein keramisches Konversionselement 1, wie es beispielsweise in
Figur 2 beschrieben ist. Weiterhin ist es auch möglich, dass der Halbleiterkörper 6 gemäß der Figur 5 mit einem anderen Konversionselement 1, wie es beispielsweise anhand der
Figuren 1, 3 und 4 beschrieben wurde, zu einem Halbleiterchip kombiniert wird.
Das keramische Konversionselement 1 ist mit der aktiven wellenlängenkonvertierenden Schicht 2 in direktem Kontakt auf die Strahlungsaustrittsfläche 8 des Halbleiterkörpers 6 aufgebracht. Hierdurch kann Wärme, die aufgrund der Stokes- Verschiebung innerhalb der aktiven Schicht 2 des
Konversionselements 1 entsteht, über den Halbleiterkörper 6 beispielsweise zu einem rückseitig angebrachten elektrischen Kontakt abgeführt werden. Die Streuzentren 4 innerhalb der Trägerschicht 3 führen vorliegend bevorzugt zu einem
neutralen, beispielsweise weißen, Farbeindruck für einen externen Betrachter.
Das optoelektronische Bauelement gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 6 weist einen Halbleiterchip auf, wie er beispielsweise anhand der Figur 5 bereits beschrieben wurde. Der Halbleiterchip ist hierbei mit seiner der Strahlungsaustrittsfläche 8 des Halbleiterkörpers 6 gegenüberliegenden Rückseite 9 in der Ausnehmung 10 eines Bauelementgehäuses 11 befestigt. Das Bauelementgehäuse 11 dient hierbei als Wärmesenke, die Wärme vom Halbleiterchip ableitet, wie von den Pfeilen angedeutet.
Figur 7 zeigt einen Ausschnitt aus der CIE-Normfarbtafel , der durch die Farbortkoordinaten cx und cy aufgespannt wird und die Planckkurve Cp zwischen Farborten einer Farbtemperatur zwischen 8000 K und 4000 K umfasst. Weiterhin sind in dem Ausschnitt Messwerte der Farborte von Halbleiterchips eingetragen, wie sie beispielsweise anhand Figur 5 bereits beschrieben wurden.
Hierbei zeigt die Kurve Ci (offene Quadrate) die Werte für Halbleiterchips mit keramischen Konverterelementen 1, die eine aktive Schicht 2 gebildet aus einem keramisches YAG:Ce- Material mit einer niedrigen Aktivatorkonzentrationen nicht größer als 0,5% aufweisen. Das keramische Konverterelement 1 ist hierbei in Kombination mit einem blau emittierenden
Halbleiterkörper zur Erzeugung von weißem Licht geeignet und über seine gesamte Dicke aus aktivem
wellenlängenkonvertierenden Material YAG:Ce gebildet. Diese Farborte liegen überwiegend oberhalb der Planckkurve in kaltweißem Bereich der CIE-Normfarbtafel . Die Messwerte von Halbleiterchips mit einem keramischen Konversionselement 1, das hingegen hochdotiertes YAG:Ce mit einer
Aktivatorkonzentration von mindestens 2% für die keramische aktive Schicht 2 aufweist (C2, offene Dreiecke) , liegen unterhalb der Planckschen Kurve. Die höheren
Aktivatorkonzentrationen werden benötigt, um die
Farbtemperatur zwischen 4000 K und 6000 K zu erreichen. Figur 8 zeigt den Verlauf der Temperatur T in der aktiven keramischen Schicht 2 eines Konversionselements 1 in
Abhängigkeit der Dicke d. Die Kurve i (durchgezogen) zeigt hierbei den Temperaturverlauf eines geschichteten
Konversionselements 1, wie es gemäß der Erfindung vorgesehen ist, während die gestrichelte Linie T2 den Temperaturverlauf in Abhängigkeit der Dicke d eines herkömmlichen keramischen Konversionselements in Blockform darstellt. Hierbei ist zu sehen, dass die Temperatur innerhalb des geschichteten
Konversionselements 1 niedriger ist, insbesondere dessen maximale Temperatur. Dies führt bei hohen Leistungsdichten vorteilhafterweise zu niedrigeren optischen Verlusten.
Anhand der Figuren 9A bis 9C wird ein Verfahren zur
Herstellung eines geschichteten keramischen
Konversionselements 1 exemplarisch näher erläutert.
In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Grünfolie 12 als Basis für eine keramische Trägerschicht 3 bereitgestellt (Figur 9A) . Eine Grünfolie wird in der Regel aus dem
jeweiligen keramischen Pulver, einem Binder und Zusatzstoffen auf eine Trägerfolie gegossen. Um eine keramische
Trägerschicht 3 beliebiger Dicke zu erreichen, können hierbei mehrere Grünfolien 12 als Basis für die Trägerschicht 3 übereinander gestapelt und laminiert werden. Beim Laminieren, werden die Grünfolien 12 mit Druck und Temperatur miteinander verbunden .
Alternativ zu einer Grünfolie 12 als Basis für eine
keramische Trägerschicht 3 kann auch eine Trägerschicht 3 selber zu Verfügung gestellt werden.
In einem nächsten Schritt wird bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 9A bis 9C eine weitere Grünfolie 13 als Basis für eine Inhibitorschicht 5 bereitgestellt und auf der Grünfolie 12 für die Trägerschicht 3 angeordnet. Alternativ hierzu kann die Grünfolie 12 als Basis für die Trägerschicht 3 auch durch Aufbringen einer Pulverdispersion als Grundlage für eine keramische Inhibitorschicht 5 versehen werden.
Auf die Grünfolie 13 als Basis für die Inhibitorschicht 5 wird weiterhin eine Grünfolie 14 als Basis für eine aktive keramische Schicht 2 angeordnet. Alternativ hierzu kann auch eine Basis für eine aktive keramische Schicht 2 mittels
Aufbringen einer Pulverdispersion erzeugt werden.
In einem nächsten Schritt werden die verschiedenen Grünfolien 12, 13, 14 über ein Sinterverfahren miteinander verbunden und zu einem geschichteten Keramikverbund mit einer keramischen Trägerschicht 3, einer aktiven keramischen Schicht 2 und einer keramischen Inhibitorschicht 5 umgewandelt, wie in Figur 9C schematisch dargestellt.
Durch einen beschleunigten Sinterprozess kann
vorteilhafterweise die Diffusion von Aktivatorionen aus der aktiven keramischen Schicht 2 in die Trägerschicht 3 verringert werden, insbesondere falls keine Inhibitorschicht 5 vorgesehen ist.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität de deutschen Anmeldung DE 10 2011 010 118.7, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen i den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Keramisches Konversionselement (1) mit:
- einer aktiven keramischen Schicht (2), die dazu geeignet ist, elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines vom ersten Wellenlängenbereich verschiedenen, zweiten
Wellenlängenbereichs umzuwandeln,
- einer Trägerschicht (3), die für Strahlung des ersten
Wellenlängenbereichs und/oder Strahlung des zweiten
Wellenlängenbereichs durchlässig ist.
2. Keramisches Konversionselement (1) nach dem vorherigen Anspruch, das eine einzige aktive Schicht (2) und eine einzige Trägerschicht (3) aufweist.
3. Keramisches Konversionselement (1) nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die aktive keramische Schicht (2) einen der folgenden Leuchtstoffe aufweist: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Silikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte
Orthosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxynitride und mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, Sialone.
4. Keramisches Konversionselement (1) nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die aktive Schicht (2) eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich 100 μπι, bevorzugt kleiner oder gleich 50 μπι, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 25 μπι ist.
5. Keramisches Konversionselement (1) nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die keramische aktive (2) Schicht aus einem Leuchtstoff mit einem Aktivator gebildet ist, dessen Konzentration einen Wert zwischen einschließlich 2% und einschließlich 5% aufweist.
6. Keramisches Konversionselement (1) nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Trägerschicht (3) aus einem
keramischen Material gebildet ist.
7. Keramisches Konversionselement (1) nach einem der obigen Ansprüche, das eine Dicke zwischen einschließlich 200 μπι und einschließlich 50 μπι, bevorzugt zwischen einschließlich 180 μπι und einschließlich 50 μπι aufweist.
8. Keramisches Konversionselement (1) nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zwischen der aktiven Schicht (2) und der Trägerschicht (3) eine Inhibitorschicht (5) angeordnet ist, die dazu geeignet ist, die Diffusion von Aktivatorionen aus der aktiven Schicht (2) in die Trägerschicht (3) zu
verringern.
9. Keramisches Konversionselement (1) nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Inhibitorschicht (5) eine Dicke
aufweist, die nicht größer ist als 5 μπι.
10. Keramisches Konverterelement (1) nach einem der obigen Ansprüche, bei dem - die Trägerschicht (3) Streuzentren (4) aufweist, die aus keramischen Partikeln gebildet sind, wobei das Material der keramischen Partikel von dem keramischen Material der
Trägerschicht verschieden ist, und
- die Streuzentren (4) dazu geeignet sind, elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und/oder
elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs zu streuen.
11. Keramisches Konverterelement (1) nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Trägerschicht (3) Pigmente aufweist.
12. Strahlungsemittierender Halbleiterchip mit:
- einem Halbleiterkörper (6), der dazu geeignet ist,
elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs von einer Strahlungsaustrittsfläche (8) auszusenden, und
- einem keramischen Konversionselement (1) nach einem der obigen Ansprüche, mit einer aktiven keramischen Schicht (2), die dazu geeignet ist, Strahlung des ersten
Wellenlängenbereichs in Strahlung eines vom ersten
Wellenlängenbereich verschiedenen, zweiten
Wellenlängenbereichs umzuwandeln .
13. Strahlungsemittierender Halbleiterchip nach dem
vorherigen Anspruch, bei dem die aktive Schicht (2) des
Konversionselements (1) in direktem Kontakt auf die
Strahlungsaustrittsfläche (8) des Halbleiterkörpers (6) aufgebracht ist.
14. Strahlungsemittierender Halbleiterchip, nach einem der Ansprüche 12 bis 13, der mischfarbiges weißes Licht mit einer Farbtemperatur zwischen einschließlich 4000K und einschließlich 6000K aussendet.
15. Verfahren zur Herstellung eines keramischen
Konversionselements (1) mit den Schritten:
- Bereitstellen einer Trägerschicht (3) oder einer Grünfolie (12) als Basis für eine Trägerschicht (3),
- Aufbringen einer Grünfolie (14) als Basis für eine aktive keramische Schicht (2) oder Aufbringen einer Pulverdispersion als Basis für die aktive keramische Schicht (2) auf die
Trägerschicht (3) oder auf die Grünfolie (12), die als Basis für die Trägerschicht (3) dient, und
- Sintern des Schichtverbundes.
PCT/EP2012/050624 2011-02-02 2012-01-17 Keramisches konversionselement, halbleiterchip mit einem keramischen konversionselement und verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements Ceased WO2012104141A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/981,370 US9076933B2 (en) 2011-02-02 2012-01-17 Ceramic conversion element, semiconductor chip comprising a ceramic conversion element and method for producing a ceramic conversion element
CN201280007472.9A CN103339223B (zh) 2011-02-02 2012-01-17 陶瓷变换元件、具有陶瓷变换元件的半导体芯片和用于制造陶瓷变换元件的方法
KR1020137020233A KR101552780B1 (ko) 2011-02-02 2012-01-17 세라믹 변환 소자, 세라믹 변환 소자를 포함하는 반도체 칩 및 세라믹 변환 소자의 제조 방법
JP2013552147A JP5738438B2 (ja) 2011-02-02 2012-01-17 セラミック変換素子、セラミック変換素子を備えた半導体チップおよびセラミック変換素子の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011010118.7 2011-02-02
DE102011010118A DE102011010118A1 (de) 2011-02-02 2011-02-02 Keramisches Konversionselement, Halbleiterchip mit einem keramischen Konversionselement und Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012104141A1 true WO2012104141A1 (de) 2012-08-09

Family

ID=45491613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/050624 Ceased WO2012104141A1 (de) 2011-02-02 2012-01-17 Keramisches konversionselement, halbleiterchip mit einem keramischen konversionselement und verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9076933B2 (de)
JP (2) JP5738438B2 (de)
KR (1) KR101552780B1 (de)
CN (2) CN103339223B (de)
DE (1) DE102011010118A1 (de)
WO (1) WO2012104141A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013218451A1 (de) 2013-09-14 2015-03-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Konversionselement für ein optisches oder optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102015105474A1 (de) * 2015-04-10 2016-10-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konverterbauteil für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202927B4 (de) * 2012-02-27 2021-06-10 Osram Gmbh Lichtquelle mit led-chip und leuchtstoffschicht
DE102012104274A1 (de) 2012-05-16 2013-11-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements, keramisches Konversionselement und optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102012109650A1 (de) 2012-10-10 2014-04-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Keramisches Konversionselement, optoelektronisches Halbleiterelement und Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements
DE102013104132A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102013105533A1 (de) 2013-05-29 2014-12-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anorganisches optisches Element und Verfahren zur Herstellung eines anorganischen optischen Elements
DE102014100771A1 (de) 2014-01-23 2015-07-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements und Licht emittierendes Bauelement
MY177277A (en) 2014-03-03 2020-09-10 Covalent Mat Corporation Wavelength converting member
DE102014112883A1 (de) * 2014-09-08 2016-03-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil
DE102017101729A1 (de) * 2017-01-30 2018-08-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierende Vorrichtung
CN110094647A (zh) * 2018-01-29 2019-08-06 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种波长转换装置、发光组件及照明装置
DE102018204163A1 (de) 2018-03-19 2019-09-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konversionselement für LED-Anwendungen mit hoher Leistung und hoher Farbwiedergabe
DE102018128753A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines konversionselements, konversionselement und strahlungsemittierendes bauelement
US12509630B2 (en) * 2018-11-21 2025-12-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a ceramic converter element, ceramic converter element, and optoelectronic component
US10873009B2 (en) * 2018-11-21 2020-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Barrier layer functioned novel-structure ceramic converter materials and light emitting devices
KR102742482B1 (ko) * 2024-04-30 2024-12-17 (주)우석에이티 알루미나 기반 광변환 부재 조성물 및 이를 이용한 세라믹 형광 플레이트

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050269582A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-08 Lumileds Lighting, U.S., Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
US20080116467A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-22 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Light Emitting Device Including Luminescent Ceramic and Light-Scattering Material
WO2010010484A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. An optical element for a light emitting device and a method of manufacturing thereof
WO2011097137A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 Nitto Denko Corporation Light emissive ceramic laminate and method of making same

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2812142A1 (fr) 2000-07-21 2002-01-25 Microcid Sa Transpondeur passif et lecteur pour une identification sans contact de tels transpondeurs
DE10122718C2 (de) 2001-05-10 2003-04-17 Schott Glas Verfahren zur Erzeugung einer Streulichtschicht auf einer transparenten Kochplatte sowie dessen Verwendung
US6825054B2 (en) * 2001-11-21 2004-11-30 Paul Valentine Light emitting ceramic device and method for fabricating the same
US7554258B2 (en) * 2002-10-22 2009-06-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body
US20070267646A1 (en) 2004-06-03 2007-11-22 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Light Emitting Device Including a Photonic Crystal and a Luminescent Ceramic
CN100411207C (zh) * 2004-06-28 2008-08-13 京瓷株式会社 发光装置及照明装置
JP5490407B2 (ja) * 2005-03-14 2014-05-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 多結晶セラミック構造の蛍光体、及び前記蛍光体を有する発光素子
US20080191608A1 (en) * 2005-04-20 2008-08-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination System Comprising a Ceramic Luminescence Converter
US7514721B2 (en) * 2005-11-29 2009-04-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminescent ceramic element for a light emitting device
WO2007084640A2 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Shifting spectral content in solid state light emitters by spatially separating lumiphor films
WO2007085977A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light-emitting device
DE102006037730A1 (de) * 2006-08-11 2008-02-14 Merck Patent Gmbh LED-Konversionsleuchtstoffe in Form von keramischen Körpern
JP5670745B2 (ja) * 2008-01-15 2015-02-18 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Ｌｅｄ用の光学セラミックにおける、制御された多孔による光の散乱
JP5289126B2 (ja) * 2008-03-24 2013-09-11 シチズンホールディングス株式会社 Ｌｅｄ光源及びｌｅｄ光源の色度調整方法
DE102008054029A1 (de) * 2008-10-30 2010-05-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil
JP5107882B2 (ja) * 2008-12-11 2012-12-26 日東電工株式会社 光半導体封止用シート
US20100289044A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength conversion for producing white light from high power blue led
TWI486254B (zh) * 2010-09-20 2015-06-01 Nitto Denko Corp 發光陶瓷層板及其製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050269582A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-08 Lumileds Lighting, U.S., Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
US20080116467A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-22 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Light Emitting Device Including Luminescent Ceramic and Light-Scattering Material
WO2010010484A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. An optical element for a light emitting device and a method of manufacturing thereof
WO2011097137A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-11 Nitto Denko Corporation Light emissive ceramic laminate and method of making same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013218451A1 (de) 2013-09-14 2015-03-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Konversionselement für ein optisches oder optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102015105474A1 (de) * 2015-04-10 2016-10-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konverterbauteil für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN103339223B (zh) 2015-09-09
JP5738438B2 (ja) 2015-06-24
CN105118913A (zh) 2015-12-02
KR20130115342A (ko) 2013-10-21
JP2015165588A (ja) 2015-09-17
DE102011010118A1 (de) 2012-08-02
KR101552780B1 (ko) 2015-09-11
JP2014504807A (ja) 2014-02-24
US20130320384A1 (en) 2013-12-05
CN103339223A (zh) 2013-10-02
US9076933B2 (en) 2015-07-07
DE102011010118A8 (de) 2012-12-13
CN105118913B (zh) 2018-03-30
JP6223381B2 (ja) 2017-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012104141A1 (de) Keramisches konversionselement, halbleiterchip mit einem keramischen konversionselement und verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements
EP1501909B1 (de) Wellenlängenkonvertierende reaktionsharzmasse und leuchtdiodenbauelement
EP1116419B1 (de) Leuchtstoffanordnung wellenlängenkonvertierende vergussmasse und lichtquelle
EP2625724B1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE112016004313B4 (de) Stabile rote Keramikleuchtstoffe und Technologien damit
DE112014004933T5 (de) Wellenlängenumwandlungselement, Verfahren zur Herstellung und Licht emittierender Halbleiterbauteil, welcher dasselbe aufweist
WO2013186365A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement
DE102008021662A1 (de) LED mit Mehrband-Leuchtstoffsystem
WO2014056903A1 (de) Keramisches konversionselement, optoelektronisches halbleiterelement und verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements
DE112019005815T5 (de) Verfahren zur herstellung eines keramischen konverterelements, keramisches konverterelement und optoelektronisches bauelement
WO2019068521A1 (de) Leuchtstoffmischung, konversionselement und optoelektronisches bauelement
WO2015189281A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil
EP3077478B9 (de) Leuchtstoffmischung, licht emittierendes halbleiterbauelement mit einer leuchtstoffmischung und strassenlaterne mit einer leuchtstoffmischung
DE102012101892A1 (de) Wellenlängenkonversionselement, Licht emittierendes Halbleiterbauelement und Anzeigevorrichtung damit sowie Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements
WO2013037973A1 (de) Leuchtstoffmischung, optoelektronisches bauelement mit einer leuchtstoffmischung und strassenlaterne mit einer leuchtstoffmischung
EP2593526B1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE112019003634T5 (de) Optoelektronisches bauelement und das verfahren zur herstellung eines optoeklektronischen bauelements
WO2020038722A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements
AT14515U1 (de) LED-Modul mit hohem Farbwiedergabeindex
DE102012110552A1 (de) Konverterelement, optoelektronisches Bauelement mit einem derartigen Konverterelement und Verfahren zum Herstellen eines Konverterelements
DE102014117448A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips, Konversionselement und Leuchtstoff für ein Konversionselement
DE102015105897A1 (de) Optoelektronisches Bauteil
DE112015000482B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements und Licht emittierendes Bauelement
WO2013171151A2 (de) Verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements, keramisches konversionselement und optoelektronisches halbleiterbauelement
DE102016100723A1 (de) Optoelektronisches Bauelement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12700349

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137020233

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013552147

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13981370

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12700349

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1