波長轉換元件、發(fā)光半導體部件及其制造方法技術

一種波長轉換元件(1)，其包括至少一種燒結的波長轉換材料(20)，其中，網(wǎng)格(3)由在燒結的波長轉換材料(20)內的通道(2)形成，通道(2)被燒結的波長轉換材料(20)至少部分地包圍，通道(2)沿垂直于或傾斜于波長轉換元件(1)的主延伸方向的方向至少部分地穿進燒結的波長轉換材料(20)，并且通道(2)包含非轉換燒結的分隔件材料(30)。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】對一種波長轉換元件和用于制造波長轉換元件的方法進行了說明。還對包括波長轉換元件的發(fā)光半導體部件和用于制造包括波長轉換元件的發(fā)光半導體部件的方法進行了說明。某些實施方式對用于發(fā)光半導體部件的波長轉換元件進行了說明。另外的實施方式對用于制造波長轉換元件的方法進行了說明。其他實施方式對包括波長轉換元件的發(fā)光半導體部件和用于制造這種發(fā)光半導體部件的方法進行了說明。根據(jù)至少一個實施方式，波長轉換元件包含至少一種燒結的波長轉換材料。波長轉換元件可以是自支承的。波長轉換元件可以在沒有任何機械支承或穩(wěn)定部件的情況下是穩(wěn)定的。波長轉換元件具有主延伸面。具體地，波長轉換元件成形為如片或板，并且在沿主延伸面的方向具有比在垂直于主延伸的方向(其對應于波長轉換元件的厚度)更大的尺寸。另外，波長轉換元件可以包括多個層和/或片。例如，層和/或片可以包含相同的燒結的波長轉換材料，或者層和/或片中的每個可以包含與其他層/或片的波長轉換材料不同的波長轉換材料。此外，所述層中的一個可以包括非摻雜層，其可以特別用作支承層和/或支承片，其中，非摻雜層可以布置成與波長轉換元件的輻射出口區(qū)相對。術語“燒結的”是指在高溫下對本文所述的波長轉換材料進行處理或烘烤，以特別獲得波長轉換材料的所需密度。術語“波長轉換材料”是指所述材料能夠將具有第一峰值波長的至少一部分初級輻射轉換為具有第二峰值波長的次級輻射，其中，第二峰值波長與第一峰值波長不同。具體地，波長轉換材料可以吸收初級輻射，并且可以再發(fā)射次級輻射。根據(jù)至少一個實施方式，網(wǎng)格由在燒結的波長轉換材料內的通道來形成。網(wǎng)格的形成可以特別通過切片、沖壓和/或模壓來完成。網(wǎng)格可以與燒結的波長轉換材料一起形成波長轉換元件，在所述波長轉換元件中，燒
結的波長轉換材料形成如下區(qū)域：其通過網(wǎng)格至少部分地彼此間隔開，并且可以將被輻照到波長轉換元件上的光轉換成與入射光不同的光。根據(jù)至少一個實施方式，通道由燒結的波長轉換材料至少部分地包圍，并且通道沿垂直于或傾斜于波長轉換元件的主延伸方向的方向至少部分地穿進燒結的波長轉換材料，并且通道包含非轉換燒結的分隔件材料。波長轉換元件的主方向沿平行于本文所描述的波長轉換元件的主延伸面延伸。例如，通道的側面或表面由燒結的波長轉換材料與非轉換燒結的分隔件材料之間的界面形成。通道的底面是由非轉換燒結的分隔件材料與燒結的波長轉換材料之間的界面來形成，或者通道的底面形成于非轉換燒結的分隔件材料與未摻雜層或包含燒結的波長轉換材料的層和/或片之間。通道的形狀可以是矩形、正方形、三角形或梯形。非轉換燒結的分隔件材料可以填充在通道中，使得其與燒結的波長轉換材料形成共用的平面表面。可以進一步構想到，非轉換燒結的分隔件材料在豎直方向上突出超過燒結的波長轉換材料，其中，所述豎直方向傾斜于主延伸方向延伸。例如，非轉換燒結的分隔件材料完全填充通道，使得燒結的波長轉換材料和非轉換燒結的分隔件材料直接接觸，并且在燒結的波長轉換材料與非轉換燒結的分隔件材料之間不存在間隙。術語“非轉換”是指燒結的分隔件材料不能夠轉換初級輻射的波長。非轉換燒結的分隔件材料沒有改變初級輻射的波長或者沒有吸收并再發(fā)射初級輻射的波長，除了紅外線和/或熱輻射的發(fā)射之外。例如，非轉換燒結的分隔件材料可以完全吸收或反射照射在其上的任何輻射。根據(jù)波長轉換元件的至少一個實施方式，波長轉換元件包含至少一種燒結的波長轉換材料，其中，網(wǎng)格由在燒結的波長轉換材料內的通道形成，通道被燒結的波長轉換材料至少部分地包圍，通道沿垂直于或傾斜于波長轉換元件的主延伸方向的方向至少部分地穿進燒結的波長轉換材料，并且通道包含非轉換燒結的分隔件材料。上述實施方式中的另外的方案包括包含非轉換燒結的分隔件材料的通道的網(wǎng)格，從而網(wǎng)格具有沿第一方向延伸的第一通道和沿第二方向延伸的第二通道，并且從而第一方向和第二方向均平行于波長轉換元件的主延伸方向。第一方向和第二方向優(yōu)選彼此垂直或傾斜，使得第一通道和第二通道彼此交叉。第一通道的深度可以等于或不同于第二通道的深度。具體地，如果深度不同，則第一通道可以完全穿過燒結的波長轉換材料，而第二通道僅部分地穿進燒結的波長轉換材料。具有較大深度的第一通道(例
如，完全穿過燒結的波長轉換材料的通道)更有效地減輕相鄰波長轉換區(qū)域之間的串擾。具有較小深度的第二通道(例如，僅部分地穿進燒結的波長轉換材料的通道)提高了波長轉換元件的機械穩(wěn)定性。根據(jù)至少一個實施方式，用于制造波長轉換元件的方法包括步驟A：提供具有頂側和位于與頂側相對的底側的支承片。頂側和底側可以通過共用的側面彼此連接，其中，所述側面傾斜地(特別是垂直)延伸至頂側或底側。例如，支承片可以包含聚合物材料、陶瓷材料和/或玻璃。例如，如果通道完全穿過波長轉換元件延伸，則支承片可以尤其用于在制造波長轉換元件期間穩(wěn)定波長轉換元件。支承片也可以為箔或板。例如，箔可以是聚合物箔，如聚酯箔。例如，聚酯薄膜箔可以被提供為支承片。根據(jù)用于制造波長轉換元件的方法的至少一個實施方式，在方法步驟B中：在支承片的頂側上設置波長轉換材料。本文所述的波長轉換材料可以是未燒結的。也就是說，波長轉換材料具有糊狀、半流體和/或粘性狀態(tài)，并且具體地，波長轉換材料還沒有被加熱或干燥處理。為了在支承片的頂側上設置波長轉換材料，例如可以制造包含波長轉換材料的漿料或糊料。通過適當?shù)臐茶T方法，可以在支承片的頂側上以層或生胚帶的形式(例如以板或帶的形式)由漿料或糊料來鋪設波長轉換材料。在這種情況下，以下也是可能的，以這種方式制造的多個層或生胚帶被層壓到彼此之上，以獲得所需厚度的生坯，并且因此獲得所需厚度的波長轉換元件。具體地，由未燒結的波長轉換材料構成的多個生胚層因此還可以被相互施加于另一個的頂部，以形成波長轉換元件，使得由在方法步驟B中制造的未燒結的波長轉換材料構成的層還可以由多個這樣的層形成。波長轉換元件可以相應地包括一個或多個層的波長轉換材料，其以波長轉換元件的完成狀態(tài)被燒結在一起。本文和下文所描述的實施方式因此涉及制造由未燒結的波長轉換材料構成的僅一層的方法并且涉及由未燒結的波長轉換材料構成的多個層被施加并且層壓到彼此上的方法二者。根據(jù)用于制造波長轉換元件的方法的至少一個實施方式，在方法步驟C中，對波長轉換材料直接或間接圖案化，由此形成在波長轉換材料中被波長轉換材料至少部分地包圍的通道。網(wǎng)格的形成可以尤其通過切片、沖壓、模壓、鋸切和/或切割(例如激光切割)來完成。可以在未燒結、干燥或燒結狀態(tài)下對波長轉換材料進行圖案化。在燒結狀態(tài)下的圖案化通常需要更嚴格的圖案化方法，如鋸切或切割，例如，激光切割。具體地，可以優(yōu)選地在干燥后對波長轉換材料進行直接圖案化。具體
地，可以優(yōu)選地在未燒結的狀態(tài)下以漿料或糊料的形式對波長轉換材料進行間接圖案化。在干燥波長轉換材料之后波長轉換元件已經(jīng)可以自支承，并且可以去除支承片以獲得波長轉換元件。根據(jù)用于制造波長轉換元件的方法的至少一個實施方式，在方法步驟D中，利用非轉換分隔件材料的漿料填充通道。根據(jù)用于制造波長轉換元件的方法的至少一個實施方式，在方法步驟E中，對波長轉換元件進行燒結。由于燒結處理，波長轉換材料和非轉換分隔件材料的漿料達到所需的密度。根據(jù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種波長轉換元件，其包括至少一種燒結的波長轉換材料，其中，?通過所述燒結的波長轉換材料之內的通道形成網(wǎng)格，?所述通道被所述燒結的波長轉換材料至少部分地包圍，?所述通道沿垂直于或傾斜于所述波長轉換元件的主延伸方向的方向至少部分地穿進所述燒結的波長轉換材料，并且?所述通道包含非轉換燒結的分隔件材料。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.10 US 61/950,5741.一種波長轉換元件，其包括至少一種燒結的波長轉換材料，其中，-通過所述燒結的波長轉換材料之內的通道形成網(wǎng)格，-所述通道被所述燒結的波長轉換材料至少部分地包圍，-所述通道沿垂直于或傾斜于所述波長轉換元件的主延伸方向的方向至少部分地穿進所述燒結的波長轉換材料，并且-所述通道包含非轉換燒結的分隔件材料。2.根據(jù)權利要求1所述的波長轉換元件，其中，所述通道至少部分地平行于所述波長轉換元件的主延伸方向延伸。3.根據(jù)權利要求1所述的波長轉換元件，其中，所述通道完全穿過所述燒結的波長轉換材料，或者所述通道部分地穿進所述燒結的波長轉換材料。4.根據(jù)權利要求1所述的波長轉換元件，其中，所述非轉換燒結的分隔件材料不透射紫外線和/或可見光。5.根據(jù)權利要求1所述的波長轉換元件，其中，所述非轉換燒結的分隔件材料反射紫外線和/或可見光。6.根據(jù)權利要求1所述的波長轉換元件，其中，所述燒結的波長轉換材料包含選自以下材料中的一種或更多種的摻雜陶瓷材料：YAG:Ce、LuAG:Ce、LuYAG:Ce。7.根據(jù)權利要求1所述的波長轉換元件，其中，所述燒結的波長轉換材料包含選自以下組的一種或更多種材料：(AE)SiON、(AE)SiAlON、(AE)AlSiN3、(AE)2Si5N8，其中，AE是堿土金屬；硫化物；正硅酸鹽。8.根據(jù)權利要求1所述的波長轉換元件，其中，所述燒結的波長轉換材料包含分散在基質材料中的波長轉換物質。9.一種用于制造波長轉換元件的方法，所述方法包括以下步驟：A)提供具有頂側和位于與所述頂側相對的底側的支承片，B)在所述支承片的頂側上設置波長轉換材料，...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：布麗塔·格厄特茨，克里斯多佛·A·塔里，
申請(專利權)人：歐司朗光電半導體有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE